JPH07508650A - タンパク質ホルモン形成の阻害のための組成物およびその使用 - Google Patents

タンパク質ホルモン形成の阻害のための組成物およびその使用

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JPH07508650A JP6502610A JP50261093A JPH07508650A JP H07508650 A JPH07508650 A JP H07508650A JP 6502610 A JP6502610 A JP 6502610A JP 50261093 A JP50261093 A JP 50261093A JP H07508650 A JPH07508650 A JP H07508650A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タンパク質ホルモン形成の阻害のための組成物およびその使用 本出願は、1989年8月16日に出願された米国出願束07/395゜253 号の一部継続出願である。
発明の分野 本発明は免疫学/生化学の領域にあり、そして特にタンパク質ホルモン放出のイ ンヒビターを同定するための組成物および方法の開発、およびホルモンの高レベ ルに伴う疾患を治療するためのこのインヒビターの予防的または治療的使用に関 する。より特定すれば、本発明はTNF転換酵素のインヒビターを同定するため の組成物および方法の同定を促進する。これらのインヒビターは、種々の疾患、 特に敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、AIDS、および自己免疫疾患を治療 するのに使用され得る、そしてそれにより、医師は治療摂生法を変えることが可 能である。
発明の背景 米国だけでも院内菌血症(nosoconial bacterelrlia) が年あたり194.000人の患者で起こり、これらのうち約75.000人が 死亡している。Maki、 D、G、、1981. No5ocofflial  1nfect、、(Dikson。
R,E、、り、183頁、Yrke Medical Books、 U、S、 ^、。これらの死亡の大部分は、6つの主要なグラム陰性桿菌−Pseudom onas 覗胆紅凹匝、 Escherichia cadi、 Proteu s、 KLebsiella、 F。
nterobacterおよび5erratiaに起因し得る。現在の菌血症の 治療は、敗血症ショックの治療において有効性が限定されている抗生物質の投与 である。
菌血症の正確な病理学は完全に解明されていない。それにもかかられす、リポ多 糖(LPS)と呼ばれる特定の細菌性エンドトキシンが主要な原因物質であるこ とが知られている。LPSは少なくとも3つの重要な抗原性領域:リピド^;コ ア多糖;および〇−−異的多糖からなる。後者はまた、〇−特異的鎖または単に 〇−抗原と呼ばれる。この〇−特特異的領領域、繰り返し多糖単位から構築され る長鎖多糖である。多糖単位の数は、異なる細菌種の間で異なり、そして1つか ら6つまたは7つの単糖類単位まで変化し得る。〇−特異的鎖は異なるグラム陰 性細菌の間で変化するが、リピド^およびコア多糖は同一でなくとも類似である 。
LPSは敗血症で重要な役割を演じるので、その活性を中和する多くのアプロー チが追求されている。現在、抗LPS抗体がまもなく標準抗生物質治療への有益 な臨床付加治療になり得ることを示唆する重要な研究がある。
LPSは最終的には患者の死を引き起こす生化学反応のカスケードを開始する。
LPS導入の初期の結果は、LPSの結果としてマクロファージ細胞の刺激およ び腫瘍壊死因子(TNF)の産生であるとか広く信じられている。従って、TN Fに対する中和抗体またはその作用を阻害し得る他の分子を産生ずるためにかな りの努力が費やされた。TNFに対する抗体が有益な臨床用途を有し得る可能性 がある。Traceyら、1987、Nature、 330:662゜TNF は、膜結合形態および可溶性の分泌形態の両形態で存在することが示されている 。Deckerら、l987、J、of In++nuno1.。
13B+957; Krieglerら、1988、q旦、53:45゜ヒトT NFはクローン化されており、そして17kDポリペプチド、に加えて異常に長 い76アミノ酸の推定シグナルリーダー配列からなることが示されている。この 17kD分子は敗血症の原因となる生化学的カスケードの開始に関与する鍵とな る物質である。Krieglerら、1988、Ce1l、 53:45i:よ り、TNFは膜結合性の26kD形態、および17kD種に相当する可溶性形態 の両形態で存在し得ることが提案された。この26kD形態は成熟17kD分子 の前駆体またはプロホルモンである。Krieglerら、上記、により、TN Fの2つの形態は、主に組織分布の違いの結果として、異なる生物学的作用を有 し得ることがさらに提案された。
TNFが敗血症および他の疾患を引き起こすことにおいて重要な役割を演じるの で、抗TNF予防法/治療法を同定および開発する必要がある。上記で述べたよ うに、抗TNF抗体は有望であるように見え、モしてヒトにおいて有効であるこ とが示された。しかし、これらの研究は、非ヒトTNFおよび非ヒトTNF抗体 の使用を含んでいる。
実際的な見地からは、非ヒト抗TNF抗体は、患者の免疫系による抗体の免疫拒 絶のため、治療用途が限定され得る。その結果、ヒト抗体、またはヒト定常傾城 およびマウス可変領域からなる遺伝子工学による抗体(「ヒト化抗体」)が好ま しい。
TNFは、敗血症で重要な役割を演じることに加えて、潜伏ウィルスを持つヒト 細胞においてヒト免疫不全ウィルスの発現を開始させることに関与することが最 近示された。Folksら、1989、門が胆坦り、銭:2365゜従って、T NFの17kDまたは低分子量形態の形成を妨害または阻害することは、患者中 に潜伏しているウィルスの発現を妨げることによりAIDS患者の処置に有効な 予防法となり得る。
TNFはまた、種々の自己免疫疾患、特にリューマチ様関節炎におI、Nテある 役割を演じている。Duffら、l987、Internati。
nal Conference on Tui+or Necrosis Fa ctor and Re1ated Ctotoxins、 175:10゜こ のように、TNF作用を阻害する化合物または方法は、免疫学的起源の種々の疾 患の治療に対し重要な用途を有し得る。
抗体に加えて、TNF阻害活性を有する他の分子がめられている。抗体以外のT NFインヒビターは、Seckingerら、l988、シ■L」封、、 16 7:151、およびSeckingerら、1989、J、 Biol。
」旬1.劃64:11966、および欧州特許出願第88830365.8号、 発明者fallachら、に記載されている。これらインヒビターは、発熱患者 の尿中に存在し、そして精製され、約27.000−33.000の分子量を有 することが示された。これらインヒビターは、TNFレセプターの可溶性形態で あることが現在知られている。
これら分子はTNF阻害活性を示すけれども、いずれのインヒビターもヒトにお いて敗血症の処置に有効であることは示されていない。
前述の論議から、敗血症の処置に有効な、抗体ベースのまたはそうでない、別の 抗TNFインヒビターを同定および開発する必要があることは明らかである。
え朝立11 その最も一般的な形態において、本明細書に記載される本発明は、そのプロホル モン前駆体(プロTNF)から、TNFの成熟形態の産生を阻害する方法および 組成物を提供する。これらの組成物は、成熟TNFの高循環レベルに伴う患者の 疾患を予防または治療するのに有用である。本発明はまた、TNFの成熟形態の 産生を阻害する分子を同定する方法に関する。そのようなインヒビターは、TN Fを中和する抗TNF抗体から区別できる。
この方法は、成熟TNFの産生により引き起こされる敗血症およびその他の疾患 の治療のための予防薬および/または治療薬などの薬物を同定するのに使用され 得る。これらの薬物は、転換酵素(convertase)と呼ばれる酵素によ る、26kDプロTNFプロホルモンの切断を妨害し得る。従って、これらの薬 物は、低分子量の敗血症誘導性分子(即ち、17kD TNF)の産生を阻害す る。
より特定すれば、本明細書に記載されるような好適なインヒビターはTNF転換 酵素の活性を妨害し、17kD TNFのようなTNFの成熟形態を生成する、 少な(とも76アミノ酸シグナル配列を含む26kD分子のN末端部分の除去を 妨げる。本発明はまた、TNF転換酵素のインヒビターであって、そして敗血症 の予防および/または治療に有効である、1つのクラスの化合物を包含する。こ のクラスにおける化合物は、抗転換酵素抗体、結合に対してTNFの26kD形 態と競合するタンパク質またはペプチドを包含する。また、TNF転換酵素を包 含するプロテアーゼのクラスを特異的に阻害する、または好適には、TNF転換 酵素の阻害について選択的な特異性を示す低分子量化合物が請求項に記載される 。
さらに、本発明者らは、TNF転換酵素をほぼ均一にまで精製し、そのアミノ酸 配列を解明し、そしてそれを既知のセリンプロテアーゼと比較した。この精製さ れたTNF転換酵素は、同じ分子量を有する既知の好中球プロテアーゼPR−3 と本質的に同一であるN末端アミノ酸配列を含む。本発明者らはまた、TNF転 換酵素の種々のインヒビターを同定し、そしてインビトロアッセイおよびインビ ボアッセイでそれらを試験した。
より特定すれば、本発明の目的は、TNF転換酵素を特異的に阻害する小分子を 提供することである。
本発明の別の目的は、PR−3インヒビターを投与することによる、敗血症、敗 血症ショック、脳性マラリア、リューマチ様関節炎、AIDS、悪液質、および 対宿主性移植片病などの疾患を処置するための方法である。
本発明の1つの側面では、TNF転換酵素によるプロTNFの切断によりそのプ ロTNFから生成される成熟腫瘍壊死因子(TNF)により引き起こされる疾患 の予防薬または治療薬を同定する方法が提供され、この方法は以下の工程を包含 する:(a)プロTNFと、プロTNFを切断するのに有効な量のTNF転換酵 素とを接触する工程;(b)工程(a)におけるプロTNFの成熟TNFへの転 換を測定する工程;(C)成熟TNFにより引き起こされる疾患の予防薬または 治療薬として同定されることがめられる分子をさらに含めて、工程(a)および (b)を繰り返す工程;(d)工程(c)でプロTNFの成熟TNFへの転換を 測定する工程;および(e)工程(b)で測定される転換と、工程(c)で測定 される転換とを比較し、その分子が成熟TNFによって引き起こされる疾患の適 切な予防薬または治療薬であるかどうかを決定する工程。
本発明の別の局面では、TNF転換酵素によるプロTNFの切断によりそのプロ TNFから生成される成熟TNFにより引き起こされる疾患を治療するための治 療用または予防用化合物が提供され、この治療用または予防用化合物は以下の工 程を包含する方法により同定される:(a)プロTNFと、プロTNFを切断す るのに有効な量のTNF転換酵素とを接触する工程;(b)工程(a)における プロTNFの成熟TNFへの転換を測定する工程;(C)成熟TNFにより引き 起こされる疾患の予防薬または治療薬として同定されることがめられる分子をさ らに含めて、工程(a)および(b)を繰り返す工程;(d)工程(c)でプロ TNFの成熟TNFへの転換を測定する工程;および(e)工程(b)で測定さ れる転換と、工程(c)で測定される転換とを比較し、その分子が成熟TNFに よって引き起こされる疾患の適切な予防薬または治療薬であるかどうかを同定す る工程。
さらに本発明の別の側面では、TNF転換酵素によるプロTNFの切断によりそ のプロTNFから生成される成熟TNFにより引き起こされる疾患を有するまた は疾患にかかり易い患者を処置する方法であって、この方法はそのような処置を 必要とする患者に有効量のTNF転換酵素のインヒビターを投与する工程を包含 する。好適な実施態様では、上記疾患は敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、脳 性マラリア、AIDS、および対宿主性移植片病からなる群から選択される。
本発明のさらなる局面では、TNF転換酵素による該プロTNFの切断によりそ のプロTNFから生成される成熟TNFにより引き起こされる疾患を処置するた めの薬学的組成物が提供され、この組成物は有効量のTNF転換酵素のインヒビ ターおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含有する。
11度交星立盈M 図11 パネル^は、26kD TNFをコードするDNA配列の制限酵素地図 を示す。パネルBは、26kD TNFの疎水性プロットを示し、そしてパネル Cは、この分子のDNAおよびアミノ酸配列を示す。
図2は、cDN^DNAンのDNA配列に由来する、ヒトPR−3のプロセッシ ングされてない前駆体の推定されるアミノ酸配列を示す。
図3は、TNF転換酵素による26kD TNFの転換を示す。レーン^、B、 およびCは種々のコントロールを示す: TNF 6.8細胞溶解液(^)コン トロール、26kD転写/翻訳(B)コントロール、およびインキュベーション (C)コントロール。レーンDS E、およびFは、転写/翻訳生成26kD  TNFの、HL60 S−1細胞質ゾル非誘導(D)および誘導(E)画分、ま たは誘導細胞から調製したp−tペレット画分のいずれかに存在する転換酵素に よる、17kD TNFへの優先的な転換を示す。Gはブランクレーンである。
図4は、ゲル電気泳動により測定されるように、26kD TNFの、その低分 子量形態への転換における転換酵素インヒビターの影響を示す。パネル1のレー ンA、 B、 C1およびDは、それぞれ、pFVXM−TNF6 トランスフ ェクト細胞系TNF 6.8(Krieglerら、1988、Ce1l2.5 3:45)の細胞溶解液の免疫沈降、インビトロ転写/Ill!訳26kD T NFの免疫沈降、(1−((3((アセチルオキシル)−7−メドキシー訃オキ シー8−オキソ−5−チオ−1−アザビシクロ[4,2,O]]オクトー2−エ ンー2−イルカルボニル)モルホリン、S。
S−ジオキシド、(6R−シス)の26kD TNFの転換における影響、およ び(1−((3((アセチルオキシル)−7−メドキシー8−オキシ−8−オキ ソ−5−チオー■−アザビシクロ[4,2,0]オクト−2−エン−2−イル) カルボニル)モルホリン、S、S−ジオキシド、(6R−シス)非存在下での2 6kD TNFの転換に関する影響を示す。パネル2のレーンAおよびBは、そ れぞれ、pFVXM−TNF6 トランスフェクト細胞系TNF 6.8(Kr ieglerら、1988、qす1.53:45)の細胞溶解液の免疫沈降、お よびインビトロ転写/翻訳26kD TNFの免疫沈降を示す。レーンCおよび Dは、それぞれ、3.4ジクロロ−イソクマリンの存在下および非存在下の26 kD TNFの転換を示す。レーンEおよびFは、それぞれ、エラスチナールの 存在下および非存在下の26kD TNFの転換を示す。
図5は、26kD TNFに関する別のゲル電気泳動アッセイを示し、種々のセ リンプロテアーゼヒンヒビターによる、HL−60細胞由来の精製ヒトPR−3 の阻害を表す。
図6Aは、26kD TNFに関する精製ヒト好中球PR3活性のゲル電気泳動 分析を示し、存在し得るセリンプaテア−ゼインヒビターの特異な阻害活性を示 す。
図6Bは、同じ化合物を試験する比色アッセイを用いて得られた類似の結果を示 す。
図7は、LPSの致死的注入の前に行ったTNF転換酵素インヒビターを用いる マウスの予防処置の影響を示す:循環血清TNFレベルは減少する。
図8は、LPSの致死的注入の前に行ったTNF転換酵素インヒビターを用いる マウスの予防処置の影響を示す:生存が延長される。
髪■迎」1順【斑■ 定1 出願人の発明の特徴および範囲の理解を容易にするために、本発明の種々の局面 に関するいくつかの定義を以下に述べる。
しかし、これらの定義は本来一般的であり、そして定義内に包含される意味は当 業者に周知であることが理解され得る。
本明細書で定義される用語「敗血症」は、ダラム陽性またはグラム陰性細菌の感 染から生じる疾患を意味し、後者は主として細菌性エンドトキシン、リポ多糖( LPS)に起因する。それは、少なくとも6つの主要なグラム陰性桿菌Pseu domonas阻胆紅凹n、 Eshe亘chia coLi、Proteus 、 Klebsiella、 Entr虹αracterおよび5errati aにより誘導され得る。
用語「プロホルモン」および「成熟」ホルモンは以下の意味を有する。「プロホ ルモン」は、ホルモンの「成熟」形態のインビボ産生の間に除去されるペプチド セグメントを含むタンパク質を含むよう意図される。好適には、これらは少なく とも部分的にはT細胞またはマクロファージのような免疫系の細胞により産生さ れるタンパク質である。本発明の好適な実施態様は、211ikD TNFプロ ホルモン、すなわち以下に詳細に議論される「プロTNFJである。プロTNF は主に17kDの成熟形態に切断され、好適には「成熟TNFJのN末端配列、 Val−Arg−3er−3erを有する。しかし、「成熟TNFJはプロホル モンから形成される他の切断産物もまた含むよう意図される。これらの切断産物 は、成熟TNFの17kD形態の生物学的特徴を保持し得、そしてプロTNFの 先欠け(即ち切断された)形態であり、ここで、支菫フ上JIN末端76アミノ 酸リーダー配列は除去されている。
本明細書で使用されるように、[プロTNFJは、TNF−aのプロホルモン形 態である、約26.000の分子量を有するTNFをいう(図1のクローン化配 列参照)。プロホルモンのプロペプチドセグメントはそこから由来する種に依存 して長さが異なるが、このセグメントのアミノ酸配列は高度に保存されている。
実際、マウスにおいては、プロホルモンの推定リーダー配列をつくる79アミノ 酸の約86%が、ヒトTNFの推定リーダーを構成する76の既知アミノ酸と同 一である。従って、プo TNFに対する参照を行なうとき、この分子は、当該 分野で知られるヒト配列に比較してゎずかしか変わらないリーダー配列を有し得 るために、任意の特定の種に由来し得ることが意図され得ることが当業者により 理解され得る。
本明細書で使用されるように、用語「転換酵素(convertase)Jまた はr TNF転換酵素」は、26kD TNFを、TNFバイオアッセイで三量 体形態におけるTNF生物学的活性を有する成熟TNFに切断し得る動物中に、 通常、存在する1つまたはそれ以上の酵素をいう。非刺激細胞において、転換酵 素は、幾らかの活性は細胞質ゾル中に位置するが、実質的に膜からなる画分中に 大部分回収される。TNF転換酵素は、通常、TNFを産生ずる細胞に伴う。1 つのTNF転換酵素は、現在、rPR〜3」、「P−29BJ、または[ミニロ ブラスチン(+++yeloblastin)Jとも呼ばれるセリンプロテアー ゼ「プロテアーゼー3」であることが知られている。
TNF転換酵素に適用される語句「膜結合性」は、30.0OOX gペレット 画分中の多量の転換酵素活性の存在により示されるように、実質的に不溶性の形 態で最初に単離される転換酵素の形態を示す。しかし、いくつかのTNF転換酵 素は、好中球顆粒から単離されるとき可溶性である。
用語「組換え抗体」は、重鎮および軽鎖のアミノ酸配列のそれぞれの一部分が、 特定の種に由来するまたは特定のクラスに属する抗体中の対応する配列に相同で あるが、これら鎖の残りのセグメントは他における対応する配列に相同である抗 体をいう。最も一般的には、組換え抗体において、軽鎖および重鎮両者の可変領 域は、哺乳類の1つの種に由来する抗体の可変領域をコピーし、定常領域は他の 種に由来する抗体中の配列に相同である。1つの例は、マウス抗体の定常領域が ヒト定常領域で置き換えられた「ヒト化」マウス抗体である。
その最も一般的な形態において、本願発明は、成熟ホルモンのそのプロホルモン 形態からの産生に伴う疾患のインヒビターを同定するための方法および組成物に 関する。プロホルモンの好適な実施態様は26kD TNFであり、次いでそれ は、好適には17kD、低分子量「成熟」形態に切断される。それは、その多量 体(通常三量体)形態で、生命を脅かす、敗血症に伴う生理学的変化の生成に実 質的に関与する。従って、26kD TNFの成熟形態への転換を妨害し得る分 子は、敗血症の予防または治療に有用である。
本明細書に記載されるアッセイは、プロホルモンのその成熟ホルモン形態への転 換を検出し、好適な実施態様では、TNFの26kD分子量形態の、好適には、 17.000分子量形態への酵素的転換である。この転換に対応する酵素はr  TNF転換酵素」と呼ばれる。従って、本発明は4部分に分けて最も容易に与え られる。第1部は、TNFの26kD形態であるプロTNFを実現するための材 料および方法を示す。第2部は、TNF−転換酵素の供給源、およびこの酵素を 精製するための方法を同定する。第3部は、種々の転換酵素インヒビターの同定 を記載する。最後に、本発明の第4部は、敗血症または他の疾患にかかった患者 を治療するために、インヒビターを用いる方法の記述が与えられる。これらセク ションの各々は、別々に記載される。
いくつかの特許/特許出願および科学的文献を以下に参照する。本願発明は、こ れら参考において示されたいくつかの材料および方法について引用し、そしてそ れ故、すべての参考が、その全体において、参考として援用されている。
1.26kD TNF 本発明のTNFおよびプロTNFは、当該分野で公知の方法により、天然、合成 または組換え形態で得られ得る。以下に述べる組換え系は、26kDプロTNF をかなりの量で与え、そしてTNFインヒビターに対するアッセイ手順を容易に するが、非組換え系もまた使用され得ることが理解され得る。例えば、26kD 分子が刺激された単球で同定され得ることが示されている。
Xrieglerら、1988、Ce1l、 53:45.従って、適切なアッ セイ手順は、単球を刺激して26kDプロTNF分子を生成し、そして次いで転 換酵素による作用の結果として26kD分子の消失を測定することである。好適 には、17.000分子量の成熟TNFが生成される。この26kDプロTNF は、転換酵素により、1つまたはそれ以上の内部部位で切断されて[成熟TNF Jを生成する。主要部位は、リーダー配列からTNFの分泌形態(17kD種) を分離する結合部にある。この結合部の配列は、Gln−^1a−Val−^r g−5er−3er−である。バリンが17kD分子(主要な成熟形態)のアミ ノ末端アミノ酸であることが知られているので、主要な切断部位はアラニンとバ リンとの間にある。TNFの他のいくっがの他の種は転換酵素により生成され得 、そしてこれらは、マイナ一または二次的切断部位の産物である:例えば、上記 配列におけるValとArgとの間、またはアミノ酸配列中の+12および+1 3に位置するProとValとの間。本明細書で記載されるアッセイは、26k DプロTNF種の転換の阻害、またはその切断部位にかかわることのない成熟T NF形態の出現をモニターし得る。
プロTNF形態および成熟TNF形態がクローン化され、そして多くの系で発現 されている。例えば、ウサギTNFのクローニングが、1985年6月26日に 公開された欧州特許第146.026号(Dainippon Pharmac eutical Co、、Ltd)、および1985年7月17日に公開された 欧州特許第148.311号(Asahi Kasei Kogyo Kabu shiki Kaisha)に開示されている。151および155アミノ酸( 天然の成熟形態より2および6少ない)を有するヒトTNFのクローニングが1 985年9月25日に公開さ′れた欧州特許第155.549号(Dainip pon Pharmaceutical Co、、Ltd)に開示され、そして 155アミノ酸を有するヒl−TNFが1985年lO月16日に公開された欧 州特許第158、286号(Asahi Kasei Kogyo Kabus hiki Kaisha)および対応する1985年11月20日に公開された GB 1.158.829Aに開示されている。成熟TNF(157アミノ酸) およびその種々の改変形態(変異タンパク質)のクローニングが1986年1月 15日に公開された欧州特許第168.214号(Genen tech )お よび1985年10月3日1.:出ji[すれたPCT US 8510192 1(Cetus Corporation)に開示されテいる。
さらに、米国特許第4.677、063号および第4.677、064号は、T NFの26.000および17.000形態、およびこれら分子の変異タンパク 質をコードするcDNA配列を示す。
26kD TNF種をコードするcDN^配列は、好適には、本出願人が共に所 有する共に係属中の出願、1984年11月9日に出願された米国特許出願第6 70.360号;ならびに米国特許第4.677、063号および第4.677 、064号に記載されるプラスミドpB11から得られる。このプラスミドpB llはTNFコード配列に作動可能に連結するSV40プロモーターを含み、そ してそれ故、真核宿主細胞での26kD TNF種の発現に有用である。さらに 、26kD TNF種をコードする完全配列を含む第2のプラスミドが上記の米 国特許出願および米国特許中に記載されている。それはpE4と呼ばれる。この プラスミドpE4は、アメリカンタイプカルチャーコレクション、受託番号第3 9894号で寄託されている。
26kD TNF種をコードするcDNA配列は、プラスミドpBll中にPs tl断片として存在する。従って、それは容易に除去され、そして多くの適切な 発現系の任意の1つに挿入される。好適な発現系はプラスミドpFVXMであり 、それは共に係属中の、Infective Drug Derivery S ystemと題する、米国特許出願第855、865号、発明者Kriegle rら(1990年8月22日に出願された米国特許出願第571.017号のた めに放棄された)に記載されている。pFVXMはアメリンカンタイブカルチャ ーコレクションに寄託され、そして受託番号第67、103号を有する。pFV XMは、Krieglerら、1984、Ce1l、38:483に記載される プラスミドpEVXl:由来したレトロウィルスベクターである。pEVXは、 Mo1oneyネズミ白血病ウイルス由来のスプライス供与部位の3′がら5° の長い末端繰り返しを有する。このスプライス供与配列は、レトロウィルス構築 物の、正確にスプライスされた翻訳テンプレートの収率を低下させることが前に 示された。従って、pEvxをスプライス供与部位を除去するように作製し、そ してHarveyネズミ肉腫ウィルスゲノムの類似のSma I断片で置き換え た。Harveyネズミ肉腫ウィルスゲノムは、Mo1oneyネズミ白血病ウ イルスのスプライス供与配列を欠く。得られたベクター、pFVXMは、Mo1 oneyネズミ白血病ウイルスのスプライス供与配列を欠き、ウィルスパッケー ジング化配列を有する。pFVXMは、26kD TNF種をコードするDNA 配列を挿入し得る、便利なPst1部位を有する。
++、ハ組議IJ TNF転換酵素活性は、1つまたはそれ以上の酵素タンパク質分解作用から生じ る。種々の生物学的材料がTNF転換酵素活性の供給源として利用可能である。
これらは、好適には、しかし必ずしも必要ではないが、免疫学的起源の、組織、 細胞、または抽出物、もしくはそれらと関連する液体を包含する。
さらに、確立細胞系もまた利用され得る。−適切な供給源は、白血球または白血 球起源の細胞系、好適には、マクロファージおよび単球、のようなヒト末梢血単 核細胞を包含し得る。
好中球はTNF転換酵素の特に有用な供給源である。確立細胞系を操作する容易 さから、TNF転換酵素の1つの好適な供給源はFIL60である。
従って、26kDプロTNF種の成熟TNFへの転換は、26kD種と、無傷H L60細胞、それに由来する抽出物、またはHL60細胞が生育しそしてそれ故 TNF転換酵素活性を含む培地のいずれかとの組合わせにより影響され得る。特 定の細胞型では、TNF転換酵素活性が適切な刺激の後培養培地中に存在してお り、それは以下でさらに論議される。さらに、TNF転換酵素活性は、特定の条 件下で部分的に膜結合性であるので、利用され得る膜画分を得ることが可能であ る。
単球を単離する手順は、HL60のような細胞系を培養する他の方法のように、 当該分野で周知である。要約すれば、単球は、最初に、標準法を用いるFico ll−hypaqueおよびPercoll(49,2%)を介する遠心分離に より末梢血から調製され得る。これにより単球およびリンパ球の濃縮集団が得ら れ、そして単球は細胞の混合物を組織培養皿にブレーティングしそして単球がこ の皿の表面に付着できるのに充分な時間細胞をインキュベートすることによりさ らに濃縮され得る。次いでリンパ球を皿から洗い落とし、主に付着単球が残され る。これら細胞は、次いで、そのまま用いられ得るか、または既知の単球アクテ ィベーター、好適にはリポ多糖およびホルボールミリスタートアセタート、を用 いて、高レベルのTNF転換酵素を生成するように刺激され得る。細胞は分画さ れ得、そしてそこから抽出物画分または膜画分のいずれかが調製され得、以下に 述べるアッセイで使用され得る。
TNF転換酵素をHL60培養の12リツトルから、細胞膜両分を単離し、0. 5%Non1det P−40界面活性剤中にそれを可溶化し、この溶液をアニ オン交換クロマトグラフィー、カチオン交換−HPLC,アニオン交換−FIP LC,および逆相tlPLcにかけることにより単離し、20 ff1gのt、 ooo倍精製されたTNF転換酵素を得、これは18%の収率で約320単位に 相当する。転換酵素は、5DS−PAGE分析(銀染色)により、約29−30 kDの分子量を有することが見い出された。この転換酵素は配列決定され、そし て−次アミノ酸は、実験誤差の範囲内で、既知の好中球プロテアーゼ、PR−3 の成熟N末端配列(Campanelliら、1990、Lム11弓、、172 :1709−1715)と同一であることが見い出された。精製された転換酵素 は、26kDプロTNFを17kD成熟形態に切断することが示された。
以下により充分記載されるようにPR−3のアミノ酸配列は、図2に示されるc DN^クローンの配列から推定されるように、解明された。PR−3は、当該分 野でTNFプロセッシングとは関係しない活性を有するプロテアーゼとして知ら れている。それは、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン 、およびIV型コラーゲンを分解する、ヒト多形核白血球セリンプロテアーゼと して分類されているH Raoら、19旧、LBiol、Chem、 266: 9540−9548参照。5O3−PAGE分析により、精製PR−3は、26 .8kDの主要バンドと、おそらく別のグリコジル化種を示す、わずかに大きい 分子量を有する2つの小さいバンドとを有することが報告されている。Raoら 、前出、参照。PR−3は、エラスターゼ、カテプシンG1 マウスのグランチ ームB、ラット肥満細胞プロテアーゼH、ヒトリンパ球プロテアーゼ、およびキ モトリプシンのような他のセリンプロテアーゼニ構造的ニ類似である; Can panelliら、1990、ム」」Ellユ172 : 1709−1715 参照。PR−3は、ax−?クログロブリン、7 エールメチル−スルホニルフ ルオライド(PMSF)、およびa+抗トリプシンによって阻害される。放射標 識された26kD TNFのPR−3消化産物の配列決定により、切断はN末端 ^rg−8er−3er配列(アミノ酸2−4)、またはVal−Ala−Hi s配列(アミノ酸1315)を生成するように生じ得るが、PR−3はプロTN Fを切断してN末端Val−^rg−3er配列(17kDの成熟形態のアミノ 酸1−3)を生成する傾向があることが示された。Raoら、上述、は、PR− 3は、基質切断部位において小さな脂肪族アミノ酸を好むことを報告している。
エラスターゼ、カテプシンG、およびプラスミンのようなセリンプロテアーゼは 、26kDプロTNFを17kD成熟形態へ効果的に転換しない。
PR−3はまた、好中球から単離され得る。好中球をヒト血液から分離し、次い で、顆粒および膜を単離し、そしてこの混合物を、以下に述べるように、PR− HPLC上で分画する。
以下に示されるように、PR−3は、ペプチドジフェニルホスホネートインヒビ ター、エラスタ−ゼ(elastinal)、およびジクロロ−イソクマリン( DCりにより阻害される。ペプチドシフ 工: /L/ホスホネートインヒビタ ーは、Boc−Val−Pro−Val−p(OPh)2およびBoc−Ala −Pro−Vat−p(OPh) tを含む。Boc−Ala−Gin−Ala p(OPh)tおよびBoc−Leu−Ala−Gin−Ala−p(OPh) zもまた試験され、そしてかなり低い阻害活性を有する。rBocJは、ter t−ブチロキシカルボニルを意味し、そしてrp(OPh)zJは、ジフェニル ホスホネート部分を表し、ここで式−coon基は、−P(=0)(0−7x  =ル)2で置換される。01eksyszynら、1991. Bi。
cherrl、 、 30 二485参照。他のペプチドジフェニルホスホネー ト分子がPR−3を阻害し得ることが理解され得る。可能性のあるインヒビター は、01eksyszynら、前出、で示される手順を用い、例えば、小さな脂 肪族ペプチドを用いて構築され得る。一旦可能性のあるインヒビターが作製され ると、それらは以下で示されるアッセイで試験され得る。モデリング研究により 、Boc−VaL−Pro−flis−p(OPh)zが有効なPR−3インヒ ビターであり得ることが推定される。
111、TNF インヒビ −一 症の ゛ たは′転換酵素活性のインヒビタ ーはまた、敗血症、および、循環TNFが関係してきた他の疾患(リウマチ様関 節炎および悪液質を含む)の治療に用いられ得る予防薬または治療薬である。
TNF転換酵素インヒビターは、プロTNFの成熟TNFへの転換を測定可能に する手順により、同定され得る。いくつかのこのようなアッセイ手順について、 本明細書中で、および以下の実施例4で説明する。適切なアッセイは、26kD プロTNF、 TNF転換酵素、および推定インヒビターを結合することからな る。
この阻害物質が、上記転換酵素がTNFに付加される前に転換酵素に付加され得 ること、または転換酵素の付加の前にまたは付加直後にTNFに付加され得るこ とは、当業者に良く理解される。付加の順序により、インヒビターの同定は促進 され得るが、決定的ではない。物質が阻害的活性を有するならば、この物質は、 溶液の電気泳動分析によって示され得る。この分析により、コントロール反応に 対し、26kD種の量の増大、およびそれに付随して、成熟TNF種の減少が示 される。本出願人はまた、転換酵素インヒビターを検出するための比色分析アッ セイを同定した。このアッセイは便利であり、モして26kDTNFの切断に関 するオートラジオグラフアッセイと相関する。
この比色分析アッセイについては、実施例4で詳細に説明する。Kamら、19 92、■弱、υヱq」D:119−123も参照。
抗転換酵素活性を有する他の化合物には、抗転換酵素抗体(ポリクローナルまた はモノクローナルのいずれか、あるし)は組換え抗体)が包含される。好ましく は、これらの抗体1よ、ヒト型抗体である。上記転換酵素に対するモノクローナ ル抗体は、Kohler、 G、およびMi 1stein、 C,,1975 ,Nature、 256:495に記載の一般的手順(当業分野で公知のよう に、これは長年にわたり変更されてきている)を用いて産生され得る。′これら の初期の研究には、ネズミリンパ球および薬物選択可能なプラスマ細胞腫を融合 してハイブリドーマを産生ずることが含まれていた。その後、この手法は、ヒト モノクローナル抗体を分泌するハイブリッド細胞株を産生ずるために適用されて きた。後者の手順については、Abraffls、 P、 、 1986. M ethods in隙旺肌並釘、121:107に、一般的な記載があるが、他 の変法も当業者に公知である。ネズミまたはヒトの抗体のいずれが産生されるか に関わらず、抗体分泌細胞は、融合相手に結合され、そしてこれらの細胞は、適 切な融合剤(好ましくはポリエチレングリコール、およびさらに好ましくはポリ エチレングリコール1000)を用いて融合される。後者の融合剤を、抗体分泌 細胞およびその融合相手を含む細胞ペレットに、穏やかに撹拌しながら短時間で 少量添加する。融合剤の添加後、この細胞混合物を洗浄して、融合剤およびいか なる細胞残渣も除去し、そして融合および未融合細胞からなる細胞混合物を、選 択性成長培地を含む適切な細胞培養チャンバー中に植え付ける。数週間後、ハイ ブリッド細胞が現れ、そして、抗体産生について同定され得、そしてサブクロー ン化されて、安定なハイブリッド細胞株を確実に入手し易くし得る。
好ましい抗体は、インビボまたはインビトロのいずれかで転換酵素を用いて感作 されたリンパ球から産生され、そして抗体産生ハイブリッド細胞株として不滅化 され得、それにより所望の抗体の更新可能な供給源を得る、ヒトモノクローナル 抗体である。インビトロでの免疫化手法は、当該分野では公知であり、一方、イ ンビトロでの免疫化手法は、Luben、 R。
およびMohler、M、、1980.Mo1ecular lm1unolo  、17:635、Reading、C,Methods in Enz mo lo 、121. (第1部):18、またはVoss、B、、1986. M ethods in Enz mono 、121:27に記載されている。多 くのインビトロ免疫系が、ヒトB細胞の感作に関して有効であることが示されて いる。Reading、C,、1982,J、off+n+un、 Metho ds、53:261゜TNF転換酵素を用いて、個体を直接免疫化する代わりに 、菌属性発作を経験中であるか、または経験したことがある個体から、リンパ球 を単離し得ることは、当業者には明らかである。例えば、Wegener肉芽腫 症を有するヒト患者は、抗PR−3抗体の天然供給源であり、そしてヒトモノク ローナル抗体の誘導のために適切なヒト細胞も含む。これらのリンパ球の画分を 、転換酵素に対して感作し、そしてこれを用いて永久抗体分泌ハイブリッド細胞 株を産生じ得る。例えば、免疫的に危険な状態のヒト患者、特に、種々の悪性疾 患、広範囲の熱傷などに苦しんでいる患者は、一般に細菌感染し易く、そして彼 らから単離されたリンパ球は、抗体分泌細胞の供給源であり得る。
感作されたリンパ球は、ウィルス形質転換により不滅化され得る。ヒトリンパ球 に対する、好ましい形質転換手法には、Epstein−Barrウィルスの使 用が含まれる。このウィルスは、ヒトB細胞を形質転換し得、そしてヒトモノク ローナル抗体を生成するために用いられている。Crawford、 D、ら、 1983゜J、of General Virolo 、 64:697; K ozbor、 V、およびRoder。
J、、1983.J、I+na+un、 Toda 、4ニア2゜それにより感 作されたリンパ球が不滅化され得る、他の手順は、上記の2種の手法、すなわち ウィルス形質転換および細胞融合の組み合わせからなる。好ましい組み合わせは 、Epstein−Barrウィルスを用いて抗体分泌細胞を形質転換し、そし てその後形質転換された細胞を適切な融合相手に融合させることからなる。融合 相手は、マウスミエローマ細胞株、ヘテロミエローマ細胞株、またはヒトミエロ ーマ細胞株、あるいは他の不滅化された細胞株であり得る。PCT第81100 957号;Schlomら、1980. v情恒辺シΩ、 77 : 6841  ;Croceら、1980. Nature。
288:488゜好ましい融合相手は、マウス−ヒトへテロハイブリッドであり 、そしてさらに好ましいのは、F3B6と命名される細胞株である。この細胞株 は、アメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type  Cu1ture Co11ection)に寄託されている(寄託番号HB87 85)。これは、1985年4月18日に寄託された。F3B6を生成するため の手順は、欧州特許出願束174、204に記載されている。
Epstein−Barrウィルス形質転換および不滅抗体分泌細胞株の産生の 使用に適用可能な手法は、Roder、 J、ら、1986. Meth。
ds in Enz molo 、121:140に発表されている。基本的に 、この手順は、適切な供給源、一般には感染した細胞株からEpstein−B arrウィルスを単離し、そして標的抗体分泌細胞を、ウィルスを含む上清に曝 露することからなる。この細胞を洗浄し、そして適切な細胞培養培地で培養する 。その後、細胞培養中に存在する、ウィルスにより形質転換された細胞は、Ep stein−Barrウィルス核抗原の存在により同定され得、そして形質転換 された抗体分泌細胞は、当該分野で公知の標準的な方法を用いて同定され得る。
本発明の好ましい実施態様は、中和抗TNF転換酵素モノクローナル抗体(単独 でまたは組み合わせても)である。このような抗体は、改変され得、そしてなお 生物学的活性を保持し得ることは、当業者にとって明らかである。従って、種々 の大きさのフラグメントへの短縮により改変された抗体、例えば、F(ab’) z、Fab、 Fvなどは、本発明の範囲内である。抗体を産生ずるハイブリッ ド細胞株も、所望の抗体をコードするDNAの供給源であると考えられ得、これ らは公知の遺伝的手法により、単離され、そして細胞に移入されて遺伝子工学的 に操作された抗体を産生じ得る。後者(ハイブリッド細胞株)の例は、本明細書 中で説明される、ハイブリドーマの抗体結合部位を有する一本鎖抗体の産生であ る。一本領抗体については、米国特許第4.704.692号に記載されている 。遺伝的に操作された抗体の第2の例は、組換え抗体またはキメラ抗体である。
組換え抗体の産生方法は、Cabillyらの米国特許第4.816.567号 、 1984年8月15日に提出された日本国特許出願第84169370号、  1984年8月27日に提出された米国特許出願第644.473号; 19 84年9月3日に提出された英国特許出願第8422238号、 1985年I O月28日に提出された日本国特許出願第85239543号、 1985年1 1月1日に提出された米国特許出願第793.980号、 1987年7月24 日に提出された米国特許出願第77、528号に示されている。
1986年3月27日に提出された英国特許出願第867679号には、少なく とも、L鎖またはH鎖の可変ドメインの相補的決定領域(CDR)の部分が、異 なる特異性を有する抗体由来のCDRの類似部分により置換されてきたことが記 載されている。この文献に記載されている手順を用いると、置換されるCDR領 域を有する第2の種に由来する抗体上に移植された、1つの種のCDR領域を有 する組換え抗体を構築することが可能である。この場合の好ましい実施態様は、 ヒト抗体のCDR領域を置換する、ネズミ抗転換酵素抗体CDR領域である。
抗体に加えて、転換酵素に結合して26kDプロTNFと競合する化合物が、2 6kDプロTNFの成熟型への転換を阻害または低減し、そしてこのことにより 、敗血症および他の疾患を治療するための有用な薬物となり得る。1つのこのよ うなりラスの試薬は、26kDプロTNFと同程度またはより良好なTNF転換 酵素との結合活性を有する、ペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質、あるい は、合成または天然由来の他の化合物からなる。好ましいペプチドまたはタンパ ク質は、プロTNFの76アミノ酸リーダー配列と17kD成熟型との間の接合 部に見出されるアミノ酸配列と同様のアミノ酸配列を含むペプチドまたはタンパ ク質である。1つのこのような配列は、Leu−^1a−Gln−Ala−Va l−^rg−3er−Ser−8erであり、ここで、2番目のAlaは、切断 事象後に膜に残存しているリーダーに存在する残基であり、モしてValは、成 熟TNFのN末端のアミノ酸である。この配列は9個のアミノ酸からなることが 示される一方で、最小に意図されているのは、少なくとも、転換酵素に認識され るジペプチド配列^1a−Valを含むペプチドであることに留意することが重 要である。
ペプチド/タンパク質の転換酵素インヒビターの別の実施態様は、(配列番号: 1)と機能的に同様のアミノ酸配列を有するインヒビターである。このペプチド は、2個のTNF転換酵素切断部位をつなぎ、そしてこれにより、17kD成熟 TNFの形成を防止する。第1の、そして支配的な切断部位は、位置−1および +1のアラニンとバリンとの間である。そして第2の部位は、位置+1および+ 2のバリンとアルギニンとの間である。そして位置+12および+13のプロリ ンとバリンとの間である。これらの位置は、図1に示すアミノ酸配列に対応する 。
競合的インヒビターの第2の、クラスは、上記配列、すなわち(配列番号:1) を含む化合物からなるが、ここでは、一定のアミノ酸が変性または欠失されて非 切断性基質を生じる。
このペプチドの好ましい実施態様は、標準的な部位特異的変異処理手法により作 成される26kDプロTNF変異タンパク質である。最も好ましいのは、アラニ ン(−1)またはバリン(+1)あるいはこれら両方が、置換または欠失された 変異タンパク質である。
上記ペプチドは、当該分野で周知の手法、例えば、5cience、 232: 341347(1985)に記載されている、Merrifield固相法によ り作成され得る。この手順では、Biosearch 9500自動ペプチドマ シンのような、市販の合成装置が用いられ得、ブロックされたアミノ酸の切断が フッ化水素によって達成され、そしてペプチドは、1Faters Delta  Prep 3000装置を用いて、15−20 rn Vydac C4Pr epPAKカラムでの分離用HPLCにより精製される。
上記ペプチドのジフェニルホスホネートも、インヒビターとして使用される。有 用なペプチドは、Bocおよびジフェニルホスホネート部分に結合され得(01 eksyszynら、1991. Biochem、、30:485を参照)、 そして転換酵素阻害アッセイで試験され得る。好ましいペプチドは、Boa−V al−Pro4al−p(OPh)2、Boc−Ala−Pro−Vat−p( OPh)z、およびBoa−Val−Pro−His−p(OPh)2である。
しかし、他のペプチドジフェニルホスホネートもまた、以下に記載の阻害アッセ イにおいて用いられ、さらなるTNF転換酵素インヒビターを同定し得る。この 例は以下に開示され、そして01eksyszynら、1991. Bioch em、 、 30:485に示されている。
同定されたTNF転換酵素PR−3の特異性は、エラスターゼのような酵素と類 似している。代表的には、バリン、プロリンおよびアラニン残基間のような、中 性に荷電した特定のアミノ酸の後で直ちに切断する。このように、上記のペプチ ドインヒビターの他に、エラスターゼを阻害することが知られている種々の他の インヒビターも、一般に、26kDプロTNFを切断する酵素を阻害し得る。T NF転換酵素を阻害するこれらの化合物は、以下に記載のアッセイを用いて同定 され得る。種々のエラスターゼインヒビターは、Boehringer Man nheim Biochemicalsのような供給業者から入手可能であり、 当該分野で公知である。Dohertyら、1986. Nature、 32 2 :192 ;米国特許第4,711、886号;同第4.797.396号 ;同第4.717.722号;および同4,699、904号。好ましいエラス ターゼインヒビターは、上記Dohertyらによって示されているような、改 変セファロスポリン抗生物質である。さらに好ましいのは、(1−(3−(アセ チロキシル)−7−メトキシ−8オキシ−8−オキソ−5−チオ−1−アザビシ クロ[4゜2.0]オクト−2−エン−2−イル)カルボニル)モルフォリン、 S、Sジオキシド、(6R−シス)である。5tetlerら、1986. N ucleic^cids Re5earch、 14ニア883は、好中性エラ スターゼインヒビターについてコードするcDNAクローンを記載している。し かし、好ましいインヒビターは、エラスターゼよりも効果的にPR−3を阻害す るインヒビターである。なぜなら、エラスターゼ活性は、例えば、循環TNFを 分解すること、またはそのかわりに循環TNFを阻害する、可溶性TNFレセプ ターを放出することにより、敗血性ショックの回復を補助するからである。(5 cuderi、 1991.Ce1lular fv+unolo 、135: 299−313を参照)。
さらに、非常に相同性の高いエラスターゼ分子についての既知の構造を適用する ことにより、PR3の結晶構造をモデル化することによって、インヒビターが見 出され得る。当該分野で既知のコンピュータモデルを用いて、PR−3の基質結 合部位での重要な接触点を確立し得る。可能性のあるインヒビターが、この情報 に基づいて設計され得、次いで本発明のアッセイシステムおよび敗血性ショック に関する関連動物モデルで試験され得る。
組換え手法を用いることにより、本明細書中で説明される、インヒビター、プロ TNF、成熟TNFまたはTNF転換酵素を得ることができる。本明細書中で説 明される、細胞を形質転換し、ベクターを構築し、メツセンジャーRNAを抽出 することなどに用いられ得る組換え手法のほとんどは、バイオテクノロジーの分 野で広〈実施されており、そしてほとんどの実施者は、用いられる標準的な物質 および方法を熟知している。しかし、便宜上、指針として以下に記す。
A、−・ ローニン ゛ 所望TNFのコード配列を含む、適切なベクターの構築には、当該分野でよく理 解されている、標準的な連結・制限酵素(restriction)手法が用い られる。単離されたベクター、DNA配列、または合成オリゴヌクレオチドを切 断し、ティリングし、そして所望の形態に再連結する。
部位特異的DNA切断は、当該分野で一般に理解されている条件および市販の制 限酵素の製造業者により明記されている条件下で、適切な制限酵素を用いて処理 することにより行われる。例えば、New England Biolabsの 製品カタログを参照。一般に、約lμgのプラスミドまたはDNA配列を、約2 0μlの緩衝溶液中の酵素1ユニツトにより切断する。本明細書中の実施例では 、代表的に、過剰の制限酵素を用いて、DNA基質の完全な消化を確実に行う。
約37°Cで約1〜2時間インキュベーションを行い得るが、その変法は許容さ れ得る。各インキュベーション後、タンパク質は、フェノール/クロロホルムを 用いた抽出により除去され、そしてエーテル抽出され得、そしてエタノールを用 いた沈澱およびそれに続くセファデックスG−50スピンカラムを用いるクロマ トグラフィーにより、水性画分から核酸を回収し得る。必要に応じて、切断した フラグメントのサイズ分離を、標準的な手法を用いるポリアクリルアミドゲルま たはアガロースゲル電気泳動により行い得る。゛サイズ分離の一般的説明は、k 帥閥1士U泣症胆匡■、 1980.旦5:499−560に見出される。制限 酵素切断されたフラグメントは、4種のデオキシヌクレオチド三リン酸(dNT P)の存在下で、20〜25°Cで約15−25分、トリス50+n1lI、  pH7,6、NaC150r+L 11gC1、6+nL DTT 6 a+M 、およびdNTP 10mMを用いて、大腸菌DNAポリメラーゼIの大きなフ ラグメント、すなわち、フレノウフラグメントを用いて処理することにより平滑 末端化され得る。
Klenovフラグメントを用いた処理の後、混合物をフェノール/クロロホル ムを用いて抽出し、そしてエタノール沈澱させる。Stヌクレアーゼを用いる適 切な条件下での処理の結果、一本鎖部分の加水分解が起こる。
連結は、以下の標準的条件および温度で、15〜30μl容量で行われるニドリ ス塩酸20mM、 pH7,5、MgC1z 10mM、 DTT lO+nM 、 BSA 33μg/+nl、NaC1lO+nト5f)+nM、および^T P 1n+M、r付着末端」連結または「平滑末端」連結のための4°CでのT 4DNAリカーゼ0.3〜0.6(Weiss)ユニ2.ト 分子間「付着末端 」連結は、通常、総DNA濃度33〜100μg/+nlで行われる。平滑連結 では、末端の総DNA濃度は、約1μMである。
「ベクターフラグメント」を用いるベクター構築では、5′ホスフエートを除去 し、そしてベクターの自己連結を妨げるために、通常、ベクターフラグメントを 細菌性アルカリホスファターゼ(BAP)で処理する。BAP消化は、pH8、 トリス約1501中で、60°Cで約1時間、Na”およびM g +2の存在 下でベクター1μgあたりBAP約1ユニットを用いて行う。調製物をフェノー ル/クロロホルムを用いて抽出し、続いてエタノール沈澱を行うことにより、核 酸フラグメントを回収する。ある0は、所望しないフラグメントを追加の制限酵 素で切断することにより、二重切断されたベクターでの再連結は防止され1辱る 。
以下に記載する構築では、最初に適切な大腸菌株を連結混合物で形質転換するこ とにより、正確な連結が確実に行われる。当該分野で理解されているように、ア ンピシリン、テトラサイクリンまたは他の抗生物質に対する抵抗性により、ある いはプラスミド構築の態様に応じた他のマーカーを用(することにより、成功し た形質転換株を選択する。ミニプレ・ノブ(miniprep)DN八へま、I sh−Hovowiczら、1981. Nucl+■c Ac1ds ReS 、、 9:2989の方法により形質転換株から調製され得、そして制限酵素処 理によって分析され、そして/または、Messingら、1981、Nucl eic Ac1ds Re5−、9:309によりさらに記載されているように 、Sangerら、1977 、5、74:5463のジデオキシ法により、ま たは、Maxamら、1980. Methods in Enz ff1ol o 。
65:499の方法により、配列決定され得る。
113でのクローニングに用いられる宿主株は、大腸菌K12株系DG98のよ うな、ファージ感染を受けやすい大腸菌株からなる。DG98株は、1984年 7月13日にATCCに寄託され、その寄託番号は1965である。
用いられる宿主細胞に依存して、形質転換は、このような細胞にとって適切な標 準的手法を用いて行われる。Cohen、1972、ヒ尤胆(ト)υ、 69: 2110に記載されているような、塩化カルシウムを用いるカルシウム処理、ま たはManiatisら、1984゜r Mo1ecular Cloning :^Laboratory ManualJ、Co1d Spring Har bor Press、第254頁に記載されているRbC1z法が、原核生物に 対して用いられ得る。トランスフェクションも、Grahafflら、1973 . b工d旦■、52:456またはfiglerら、1978. Ce11. 、 i4ニア25のリン酸カルシウム沈澱手法の変法を用いて達成され得る。
he+n、 Soc、、103:3185のトリエステル法により、または市販 の自動オリゴヌクレオチド合成装置を用いることにより調製される。アニーリン グの前の、または標識のための一本鎖のキナーゼ処理は、過剰のキナーゼ、例え ば、トリス50I[1M5pH7゜6、MgC1z lon+M1 ジチオトレ イトール5oM、^TPI 〜2111M、 7”P−ATP 1.7pmo1 (2,9mC1/II1mol)、スペルミジン0.1mW、 EDTAO,b +Mの存在下で、基質0. inmolに対し、ポリヌクレオチドキナーゼ約I Oユニットを用いて達成される。
C0支l透1 変異誘発は、当該分野で公知の多くの手順のいかなるものによっても行われ得る 。これらの手法は、Sm1th、 1985. Annual Review  of Genetics、 19:423に記載されており、そしてこれらの手 法のいくつかの変法が、Methods in Enz molo 。
154、第8部、WuおよびGross+nan編、(1987)、第17.1 8.19、および20章に記載されている。好ましい手順は、ギャップ二重鎖部 位特異的(gapped−duplex 5ite−directed)変異誘 発法の変法である。一般的手順は、Kramerら、上記Methods in  EnzL匣旦訂の第17章に記載されている。
従来のM13変異変異性には、変異誘発されるべき、クローン化された標的コー ド配列を有する一本鎖DNA DNAに、短い合成オリゴヌクレオチドをアニー リングすることが含まれる。このオリゴヌクレオチドは、標的配列に対してほと んど相補的であるが、完全に相補的ではなく、そして少なくとも1つのミスマツ チしたヌクレオチドを有する。アニーリング反応後、−重鎖DNAの残余部分を フィルインして、変異体の発現を可能とする適切な宿主細胞の中にトランスフェ クトされ得る、ヘテロ二本鎖DNAを与えなければならない。−重鎖M13 D NAの標的領域および残り部分のいずれもが曝露される従来の方法とは異なり、 ギヤツブ二重鎮法では、標的領域のみが曝露される、部分的なりNA二本鎖が構 築される。従来の方法と同様に、短いオリゴヌクレオチドは、標的領域にアニー リングされ、そして伸長および連結されてヘテロ二本鎖を生成する。しかし、ギ ヤツブ二重鎮法では、小さい一本鎖DNAしか、ハイブリダイゼーションのため に利用できないため、オリゴヌクレオチドは、M13ゲノム内の所望されない部 位にはアニーリングしない。さらに、この方法は、ヘテロ二本鎖の形成の間のエ ラー導入がより少ないという、他の利点を有する。なぜなら、標的領域のどちら か一方側のDNAの非常に狭い領域のみがフィルインされるはずだからである。
さらに特異的には、ギヤツブ二重鎮法には、例えば停止コドンアンバー変異体の ような、選択可能なマーカーを運ぶ適切なM13ファージの中に、標的DNA配 列をクローニングすることが含まれる。後者(停止コドンアンバー変異体)は、 変異効果を抑制し得ない宿主細胞においては、負の選択を可能とする。好ましく は、このファージは、不安定なファージ遺伝子中に2個のアンバーコドンを含む M13mp9である。このように、26kD TNFをコードする配列をM13 u+p9アンバー十にクローニングし、そしてそれらから、標準的手法を用いて 、−重鎖DNAを調製する。次いで、アンバーコドンの欠失した、遺伝的に操作 されたM13誘導体である、M13 GAPから二本鎖複製DNAを、数匹1r 制限酵素を用いて切断する。5l13 GAPの塩基配列は、M13mp18と 同様であり、アンバーコドンおよび塩基対6172と6323との間の配列が欠 失している。この欠失は、M13nqp系のマルチプルクローニング部位の側面 に位置し、そして唯一のHincr1部位を形成する。標準的なりNA/DNA ハイブリダイゼーション手法を用いて、ギャップ二重鎖DNAが形成され、これ はアンバーコドンを有する一本鎖DNAならびにアンバーコドンおよびTNFコ ード配列の両方が欠失している、FIinc[I切断M13 GAPから得た二 本鎖DNAからなる。従って、曝露されるギャップ二重鎖の唯一の部分は、26 kD TNF標的配列である。所望のオリゴヌクレオチドを、上記ギャップ二重 鎖DNAにアニーリングし、そして残存ギャップはDNAポリメラーゼを用いて フィルインし、そしてDNAリガーゼを用いてニックをシールして、ヘテロ二本 鎖を生成する。後者を、好ましくは、ミスマツチ修復能欠損宿主にトランスフェ クトし、生成したファージを混合する。
混合されたファージ個体群から、未変異26kD TNF DNA (これもア ンバー変異を有する)を運搬するファージを選択し得る。
これはアンバー変異を抑制し得ない宿主細胞の中に感染させることによる。クロ ーンは次いで、所望のTNF変異を運搬するファージに関して、スクリーニング し得る。
(以下余白) IV、 TNF インヒビ −の ゛ TNF転換酵素阻害活性を有すると同定される化合物はまた、敗血症の治療にお いて予防的または治療的用途を有する。敗血症の発病は、循環成熟TNFの増加 に関係があるため、これらのインヒビターは、細菌感染の危険があるような場合 、特に、外科手術前段階において、予防的に使用され得る。同様に、敗血症の早 期診断の場合、これらのインヒビターは、生成される可溶性17kD型TNFの 量を充分に低下する、有益な治療効果を有する。
循環成熟TNFの増加はまた、リウマチ様関節炎、悪液質、脳性マラリア、゛お よび対宿主性移植片病に関係する。従って、本発明のインヒビターはまた、これ らの疾患の治療において予防的または治療的用途を有する。
転換酵素インヒビターに関する他の医学的用途は、AIDSの治療のためのもの である。TNFが潜伏性ヒト免疫不全ウィルスの活性化を引き起こすことが示さ れている。Folksら、1989、ハ至旧坦す、 86 : 2365゜従っ て、TNF転換酵素の阻害により、成熟TNFの生成を防止または阻害すること は、AIDSに対する価値のある治療であり、そして好ましくは、潜伏段階にい るウィルスに感染している患者を治療するために用いられる。
本発明のインヒビターは、敗血症、AIDSなどの予防に対して治療的に有効な 濃度で投与され得る。これらの目的を達成するために、ペプチドおよび化学的化 合物は、非経口的に(すなわち、血管内(動脈内または静脈内)、筋肉内、また は皮下経路を介して)、投与される。この投与を達成する方法は、当業者に公知 である。
患者への投与の前に、処方剤または薬学的に受容可能な賦形剤が、ペプチドおよ び化学的化合物に添加され得る。液体処方物が好ましい。例えば、これらの処方 剤には、油、ポリマー、ビタミン、炭水化物、アミノ酸、緩衝液、アルブミン、 界面活性剤または増量剤が包含される。好ましくは、炭水化物には、単糖類、三 糖類または多糖類のような糖または糖アルコール、あるいは水溶性グルカンが包 含される。これらの糖類またはグルカンには、果糖、デキストロース、乳糖、ブ ドウ糖、マンノース、ソルボース、キシロース、麦芽糖、ショ糖、デキストラン 、プルラン、デキストリン、αおよびβシクロデキストリン、可溶性澱粉、ヒド ロキシエチル澱粉、およびカルボキシメチルセルロース、またはこれらの混合物 が包含され得る。糖アルコールは、−01(基を有するC4〜C8の炭化水素と 定義され、ガラクチトール、イノシトール、マンニトール、キシリトール、ソル ビトール、グリセロール、およびアラビトールが包含される。マンニトールが最 も好ましい。これらの上記糖または糖アルコールは、個別に、または組み合わせ て使用され得る。糖または糖アルコールが水性調製物において可溶である限りは 、使用量に制限はない。好ましくは、 糖または糖アルコール濃度は、1. O w/v%と7. Ow/v%との間であり、さらに好ましくは、2. Ow/v %と6. Qv/v%との間である。好ましくは、アミノ酸には、左旋(L)型 のカルニチン、アルギニン、およびベタインが包含される;しかじ、他のアミノ 酸もまた添加され得る。好ましいポリマーには、平均分子量が2.000と3. 000との間であるポリビニルピロリドン(pvp)、または、平均分子量が3 .000とs、 oooとの間であるポリエチレングリコール(PEG)が包含 される。組成物に緩衝液を用いて、凍結乾燥前または再形成後の溶液のpH変化 を最小にすることも好ましい。生理学的緩衝液はたいていいずれも用いられ得る が、クエン酸、リン酸、コハク酸、およびグルタミン酸緩衝液またはこれらの混 合物が好ましい。最も好ましいのはクエン酸緩衝液である。好ましくは、その濃 度は0.01〜0.3モーラ−である。処方物に添加され得る界面活性剤は、欧 州特許第270.799号および同第268.110号に示されている。
さらに、本発明のペプチドおよび化学的化合物は、ポリマーへの共有性結合によ り修飾されて、例えば、循環半減期を増加し得る。好ましいポリマーおよびこれ らをペプチドに付ける方法は、米国特許第4.766、106号、同4.179 .337号、同4゜495、285号、および同第4.609.546号に示さ れており、これらの特許全体を本明細書中で参考として援用する。好ましいポリ マーは、ポリオキシエチル化ポリオールおよびポリエチレングリコール(PEG )である。PEGは室温で水に可溶であり、そして以下の一般式を有する: R (0−CHI−CL)、0−Rここで、Rは、水素あるいはアルキルまたはアル カノール基のような保護基である。好ましくは、この保護基は、1個と8個の間 の炭素を有し、さらに好ましくはメチルである。記号nは、正の整数であり、好 ましくは1と1.000との間であり、さらに好ましくは、2と500との間で ある。PEGの好ましい平均分子量は、1000と40.000との間であり、 さらに好ましくは、2000と20.000との間であり、最も好ましくは、3 .000と12.000との間である。好ましくは、PEGは、少なくとも1個 のヒドロキシ基を有し、さらに好ましくは、そのヒドロキシ基は、末端ヒドロキ シ基である。好ましくは活性化されて、インヒビター上のフリーのアミン基と反 応するのは、このヒドロキシ基である。
水溶性のポリオキシエチル化ポリオールも、本発明で有用であり得る。これらに は、ポリオキシエチル化ソルビトール、ポリオキシエチル化ブドウ糖、ポリオキ シエチル化グリセロール(POG)などが包含される。POGが好ましい。1つ の理由は、ポリオキシエチル化グリセロールのグリセロール骨格が、例えば、動 物およびヒトにおいて、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドに天然 に存在する骨格と同様であるからである。従って、この分枝は、必ずしも体内で 異質な薬物と見られることはない。POGの好ましい分子量は、PEGと同様の 範囲である。POGの構造は、Knaufら、1988. J、 Bio、 C heffl、 26u’ 15064−15070に示されており、そしてpo c結合体(con jugate)の議論は、米国特許第4.766、106号 に見出される。これらの両方全体を本明細書中で参考として援用する。
液状薬学的組成物を調製した後、好ましくは凍結乾燥して分解を防止し、そして 無菌性を保存する。液状組成物の凍結乾燥法は、当業者に公知である。使用直前 に、滅菌希釈剤(例えば、リンゲル液または滅菌生理食塩水)を用いて、この組 成物を再構成し得る。これらの希釈剤は他の成分を含有し得る。再構成して、組 成物は、当業者に公知の方法を用いて、好ましくは被験者に投与される。
不溶性インヒビターは、1種またはそれ以上の可溶化剤との組み合わせにより処 方され得る。好ましい可溶化剤には、以下が包含される:エタノール;トウモロ コシ油のような油、 PEG 、プロピレングリコール;および非イオン性界面 活性剤。
好ましい補助溶剤(co−solvent)は、分子量が50と1.000との 間であり、さらに好ましくは、100と600との間である。好ましくは、これ らの濃度は、1と75%w/wとの間であり、さらに好ましくは、IOと50% との間である。エタノールの濃度は、好ましくは、0.1%と20%との間であ り、さらに好ましくは、1と5%との間である。好ましい非イオン性界面活性剤 は、親水性−親油性バランスが14と40との間であり、さらに好ましくは、1 5と20との間であり、最も好ましくは、17と19との間である。好ましくは 、この非イオン性界面活性剤は、分子量が100と250.000との間であり 、さらに好ましくは、4.000と200、000との間であり、最も好ましく は、6.000と150.000との間である。好ましくは、この非イオン性界 面活性剤は、0.005%〜lO%w/ v、さらに好ましくは、0.01%〜 5%w/v、最も好ましくは、5〜2.5%W/Vの範囲の濃度で有効である。
好ましくは、この非イオン性界面活性剤には、製薬、食品、および化粧品工業で 通常用いられる界面活性剤が包含される。好ましい非イオン性界面活性剤には、 以下が包含される:ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(すなわちT ween類)、ポリエチレングリコールエステル、ポリエチレン脂肪酸エステル 、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのブロックコポリマー(すなわち 、Pluronic類)、エチル化脂肪アルコールエーテル(すなわち、1au reth−12)、オクチルフェノキシポリエチオキシエタノール化合物(すな わち、TritonM)、およびポリオキシエチル化ヒマシ油(すなわち、Cr emophor)。
これらの非イオン性界面活性剤は、当該分野で公知の手段により生成または商業 的供給業者から購入され得る。
他の非イオン性界面活性剤は、本発明のスクリーニング法を用いることにより測 定され得る。この方法では、非イオン性界面活性剤を不溶性インヒビターに添加 する。得られる溶液を混合またはホモジナイズし、そして室温で24時間放置す る。RP−HPLC,GCあるいは目視または分光測定透過度により測定された ときに、インヒビターが溶液中にある場合は、界面活性剤は、インヒビターを可 溶化するのに有用である。
呂願人の発明であり得る事柄について概要を説明してきたので、以下に本発明の 範囲を例示する実施例を示す。本発明の範囲から逸脱せずに多数の置換が行われ 得るので、これらの実施例が、本発明を、示される物質および方法に限定するも のとして構築されることを意図していないことは、当業者に理解される。
実1」口2 TNF 酵 の ゛ びロ HL60細胞をアメリカンタイプカルチャーコレクション(Rockville SMD)から得、そして20%ウシ胎児血清(GIBCO)およびL−グルタミ ンを補填したRPMI 1640培地を含むT−175フラスコ中で生育させた 。合計3リツトルのHL60細胞のバッチを生育させ、併せて回収した。この細 胞を約120Tnlの低張緩衝液中に再懸濁し、そして窒素キャビテーション( 400psi、 30分、4℃)により溶解した。このホモジネートを10.0 00 x gで10分間遠心分離し、そして上清液および細胞残渣ペレットの両 方を一20℃で保存した。
HL60細胞培養3バッチからのfTL60細胞残渣を、250m1の、0゜5 %NP−40、SnM EDTA、および2μg/mloイペプシン(DEAE 緩衝液)を含むl101nトリスpH8,5中に融解し、そして同緩衝液中で4 時間透析した。精製中に使用されたプロテアーゼインヒビターは、HL60溶解 液中に検出される転換酵素活性には影響しないことが示された。粒子を遠心分離 (10,000x gS10分)により除去し、そして試料を、0〜0.8Mの 、680 mlのNaClグラジェントを用いて溶出される、DEAEセファロ ースカラム(2,6X21 crnSPharmacia)上のアニオン交換ク ロマトグラフィーにより分画した。TNF転換酵素活性を含む画分は、88Sプ ロTNF転換酵素アツセイを用いる精製を通じて同定された。プールされたDE AE画分を0.1%NP−40,l mW EDTA、および1μg/mlロイ ペプシンを含む、pH6,5の20nMリン酸ナトリウム緩衝液に対して透析し 、3つの等蓋部分に分け、そして各々を、45分間の、0〜0.6Mの塩化ナト リウムのグラジェントで溶出する、TSK〜5P−5PWカラム(7,5X 7 5 rntnSBioRad)上のカチオン交換HPL、Cにかけた。転換酵素 活性が濃縮された画分をプールし、そして0.1%NP−40を含むDEAE緩 衝液に対して透析した。SPカラムからプールされた材料を3つの部分に分け、 そして各々を45分間の、0〜0.6Mの塩化ナトリウムのグラジェントで溶出 する、TSに−DEAE−5PWカラム(7,5x75 n++n、 BioR ad)上のアニオン交換HPLCにかけた。転換酵素活性のプールを、さらに、 アセトニトリル10,1%TFA移動相を用いるVydac CJシカラム上R P−HPLCにより精製した。
この処理は、l、 000倍の精製、18%の収率で、20μgの転換酵素(約 320ユニツト)を提供した。RP−1(PLCからの画分を転換酵素活性につ いて試験し、そして5DS−PAGE上でサイズ分画した。
転換酵素活性を含む画分は、約28〜31kDの分子量を有するタンパク質を含 んでいた。この転換酵素を配列決定し、そしてN末端で18アミノ酸配列がセリ ンプロテアーゼPR−3のそれと同一であることがわかった。PR−3を引き続 いて、本質的に公開された手法を用いてヒト好中球から単離し、そしてaSSプ ロTNFアッセイにおいてTNF転換酵素と同じ活性を有することが見い出され た。
PR−3のTNF転換酵素としての同定は、さらに、シアノチンブロマイド切断 断片のN末端配列決定、およびPR−3のアミノ酸組成により支持された。これ ら両者は、成熟型の活性PR−3の公開されたアミノ酸配列(Cafflpan elliら、1990.ムJ」し1世よ。
出: 1709−1715)と(実験誤差内で)一致する。
実」1医」よ ヒ PR−3の ローニン ゛ び −FIL60細胞からRNAを精製し、モ してcDNAライブラリーをプラスミドpGEM中に構築した。cDNAの構築 には、cDNAのCティリングおよびベクターのCティリング、次いで上記プラ スミド中への連結(Gene Transfer and Ex ressio n、 1990.114−135頁)を用いた。得られたクローンをミニロブラ スチンの既知の配列(Boriesら、1989、Ce1lS59 : 959 −968)に由来する、独特のオリゴヌクレオチドプローブを用いてスクリーニ ングした。
1つのクローンMYL7の配列決定を、プラスミド二本鎖配列決定、ならびにシ ーケナーゼキットおよび自動化ABIシーケンサ−を用いて実行した。MY17 の配列を図2に示す。この配列の新規な特徴は、Boriesら、1989、C e1l、59:959−968による元の公開との5つのヌクレオチドの違い、 およびCal1llpanelliら、1990、L■LhL、出:1709− 1715との3つのヌクレオチドの違いを含む。付加的な5°配列および付加的 な5゛メチオニンコ一ド配列が見い出された。PR−3中の2つのカルボキシル 末端アミノ酸、アルギニンおよびプロリンは、Boriesら(前述)のそれら と類似であるが、Campanelliら(前述)のグリシンおよびプロリン配 列と異なる。
PR−3のトランジェント(transient)#乳類発現を、MY17から (7)1.0 KbノHinlllEcoRI PR−3断片を、SR−(X  ヘク9− (7) Pst1部位中にクローニングすることにより行った。co s細胞を、DEAE/デキストラン法を用いて一時的にトランスフェクトした。
Kriegler、 1990. Gene Transfer and Ex  ression、 pp、99−100、5tockton Press0ト ランジヱント発現は、ウェスタンプロット分析により低レベルのPR−3発現を 示した。PR−3を変異させ、哺乳類、細菌および昆虫発現系におけるその発現 を最適化した。pGEMベクター中のPR3遺伝子をオリゴヌクレオチド部位特 異的変異誘発により変異させた。2つの構築物が作製された;A)デルタチモー ゲンPR−3、およびB)デルタシグナルペプチドPR−3゜ A)デルタチモーゲンPR−3を、−1および一2位のアミノ酸(それぞれ、グ ルタミン酸およびアラニン)に対するコドンを欠失するオリゴヌクレオチドを用 いて作製した。この遺伝子は、pcEMからEcoRI消化により除去され得、 そしてこの遺伝子は一時的な哺乳類での発現のためにSR−αに、そして安定な トランスフエクタント生成のためにpcDNA 1に移した。
B)デルタシグナルペプチドPR−3は、リーダーを欠き、そして成熟型タンパ ク質の1位のイソロイシンに先行する^TGを付加したオリゴヌクレオチドを用 いて作製した。この遺伝子は、pGEMからEcoRI消化により除去され得、 そして一時的なおよび安定な哺乳類での発現のために5R−aおよびpcDNA  Iに移した。
さらに、この構築物を、Shine−Da1garnoリポソーム結合部位から 8−12ヌクレオチドの位置で、DG160aλP1ベースの細菌発現ベクター 中に配置した。
別の構築物、セクロピンB PR−3構築物を作製し、セクロビンBに関する昆 虫リーダーを、成熟PR−3タンパク質の1位のイソロイシンの前に置いた。こ れを昆虫ベクター、pAcc13中に置いた。
D)細菌発現を最適化するために、デルタシグナルPR−3の最初の2〜8アミ ノ酸に対するコドン中のプリンからピリミジンへの3番目のヌクレオチドの変異 を、オーバーラツプする合成オリゴヌクレオチドおよび合成断片のポリメラーゼ 連鎖反応による増幅を用いて行った。この断片は、PR−3の5°側±■部位中 にクローニングされ得、5′側RN^のGC含量を減少させ、そして発現を促進 する。
アメリカンタイプカルチャーコレクション、受託番号第67゜103号’t’寄 託サレすヘクターpFvxMヲ、26kD TNFilヲ:I −)’するDN A配列を含む、ベクターpFVXM−TNF6を生成するために用いた。後者の ベクターを生成するために、26kD TNF種をコードするcDNA配列を含 むプラスミドBllを、コード配列を切除するPstlで処理した。断片を標準 的な電気泳動手法を用いて精製した。次に、ベクターpFVXMをPstlで処 理し、そして上記26kDコ一ド配列を含むg)BllからのPstl断片を、 上記標準的手法を用いてベクターのポリリンカー領域中に挿入し、pFVX−T NF6を生成した。pFVX−TNF6を、Krieglerら、1988 ( 上記)に記載されるように、または1989年8月16日に出願された、「プロ ホルモンタンパク質に対する切断部位ブロッキング抗体およびその使用」と題す る米国特許出願第395.254号に記載されるように、細胞株TNF6.8を 生成するために使用した。
TNF6.8は、26kDおよび17kD TNFの両方を発現した。図3は、 HL60細胞中に存在する転換酵素活性による26kD TNFの転換を示す。
ラベルされた26kD TNFの、インビトロ転写/翻訳系による生産、および ゲル電気泳動による分析は、実施例4に記載される。S−を細胞質ゾルまたはペ レット画分は26kD TNFの17kD種へのほぼ完全な転換を引き起こすこ とに留意のこと。図3はまた、比較の目的に、TNF6.8細胞の溶解液中の2 6kDおよび17kD TNFを示す。
pFVXMオヨびプラスミドpB11(7)両者を、E、coli HBIOI 株中テ増幅した。これら断片の連結を標準条件を用いて実行した。
プラスミドDNAを連結手法の後で単離し、モしてTNFコード配列の正確な向 きを制限酵素分析により確認した。
プラスミドDNAを、Nucleic Ac1d Re5earch、 ヱ:  1513(1979)に記載されるように、BirnboimおよびDolyら の手法に従って調製した。プラスミドDNAをセシウムクロライド中で、2回バ ンド化し、そしてl10lTlトリス、pH8,0、およびI InM EDT AからなるTE緩衝液に対して完全に透析した。
(以下余白) 尖IL■ 好適なアッセイ手法は、インビトロ転写/翻訳系から成り、26kD分子を生成 し、次いで、転換酵素阻害活性について試験される化合物の存在下または非存在 下で転換酵素で処理する。
この手法は、プラスミドBll中に存在するTNF cDN^のインビトロ転写 /翻訳を必要とする。従って、配列がpBllからPstl消化により除去され 、そしてpGEM−3(Promega Biotecから入手可能)のPst 1部位中に挿入された。pGEM−TNF14と命名した、得られたプラスミド を、確立された手法を用いてE、coli中で増幅し、そしてプラスミドDNA を、上記のBirnboimおよびDolyの手法に従って調製した。プラスミ ドDNAを、Bindlllを用いてそれを直鎖状にすることによりインビトロ 転写し、そして直鎖状プラスミドテンプレートを、Pronega Biote cにより提供される、T7 RNAポリメラーゼおよびインビトロ転写キットと 共にキャップ化転写物を調製するために用いた。転写を、製造者の指示により教 示されたように標準手法を用いて行った。
このmRN^を368−システィンの存在下で翻訳し16S−システィンラベル された26kD TNFを生成した。ウサギ網状赤血球溶解液翻訳キット(Pr omega Biotecにより提供される)を使用し、製造者により推奨され る条件に従った。
1%S−システィンラベルされた26kD TNFを、以下のように、転換酵素 インヒビターに対するアッセイに使用した。25μlのインビトロ翻訳された材 料を、非誘導のHL60細胞から部分精製された転換酵素活性の250μmと組 み合わせ、阻害活性についてアッセイされる化合物を加える。転換酵素を、2x  lO’HL60細胞を回収し、そしてそれぞれ合計18および60ILのS− 1およびP−30画分を単離することにより生成した。S−1画分もまた使用し 得るが、P−30画分の250μmを使用した。アッセイを、本質的に上記のよ うに、30℃で1時間行った。次に、反応混合物を抗−TNFポリクローナル抗 血清およびプロティンAセファロースを用いて免疫沈降し、ペレット化しそして 洗浄した。結合タンパク質を溶出し、そして5DS−PAGEを用いて電気泳動 した。このゲルを40%メタノール、10%酢酸中で固定化し、Enlight ening(Dupont)中に浸し、乾燥し、そしてX−線フイルムに感光さ せ引き続き展開した。HL60転換酵素で処理された26kDTNFのゲル電気 泳動プロファイルおよび活性な阻害化合物の種々の希釈液は、これら化合物が阻 害活性を有することを示した。
上記アッセイを用いて、3.4−ジクロロ−イソクマリンおよびエラスチナール が、それぞれ、100μg/nlおよび5+ng#+1の濃度で、転換酵素を阻 害することを測定した。II[IMの濃度で、(1−(3−(アセチルオキシル )−7−メトキシル訃オキシー訃オキソー5−チオー1−アザビシクロ[4,2 ,0]オクト−2−エン−2−イル)カルボニル)モルホリン、S、S−ジオキ シド、(6R−シス)が、転換酵素活性を阻害することもまた示された。これら の結果は図4に示される。
上記のアッセイはまた、図5に示されるように、純粋なHL60細胞PR−3と 共に使用され、TNF転換酵素阻害活性について種々のプロテアーゼインヒビタ ーを試験した。純粋なPR−3(0゜3μg/lr+1)を、56S−ラベルさ れた26kD TNFの添加の前に以下のインヒビターを用いて30分間ブレイ ンキュベートし、そして上記のようにアッセイした: DCI(45μM)、α −2−マクログロブリン(1mg/ml)、PMSF(20μM)、ロイペプシ ン(2μg#+1)、EDTA(10mM)、またはペプスタチン(2μg#+ 1)。これらインヒビターの最初の3つは顕著な阻害活性を示した。
記載されるように、26kD TNFを生成する単球を刺激することにより生成 され得る。要約すれば、ヒト単球をヒト血液から遠心分離により精製し、そして 続いて細胞培養皿への単球の付着を基に濃縮される。遠心分離は、Pharw+ aciaから入手し得る、Ficoll−hypaqueおよびパーコール(、 49,2%)を介して単球を精製することから成る。製造者は以下の手法を推奨 する。
遠心分離工程から得られた細胞の混合物(単球およびリンパ球から成る)は、次 に、20%の仔ウシ胎児血清を補填したRPMI培地を含む組織培養皿上にプレ ートされた。この皿を同培地で充分にリンスした後、30分間37℃でインキュ ベートする。
この処理は、非付着のリンパ球を除去し、そして付着単球のみを残す。
単球26kD TNFは以下のように放射ラベルされる。単球を37℃で3時間 、20%の仔ウシ胎児血清を補填したRPMI培地中で、1100n#+l リ ポ多糖、および10μg/mlホルボールミリスタートアセタートを補填したR PMI培地中、37℃で30分インキュベートする。後者の2つの化合物はTN Fの発現を誘導する。RPMI培地はシスティンマイナスであり、そして子ウシ 胎児血清が最終濃度5%で存在する。この血清は使用の前に透析し、存在する全 てのシスティンを除去する。30分のインキュベーション後、100uCi”S −システィンが添加され、そして細胞が37°Cで3時間放射ラベルされ、その 後細胞は溶解され、転換酵素活性をアッセイするために使用される。アッセイを 実行するための工程、および転換酵素インヒビターを同定する工程は、上記のそ れらと同様である。
C6且 に 1、セイ TNF転換酵素阻害はまた、比色アッセイにより測定され得る。
このタイプのアッセイでは、プロTNFの成熟TNFへの実際の転換を比色性の TNF転換酵素基質を用いて間接的に測定する。用語「比色性TNF転換酵素基 質」は、TNF転換酵素により切断され、特定の周波数の光を吸収する化合物を 遊離する化合物をt味する。ソノような基質のひとつは、Boc−AlaONp (BachefflBioscience、Inc、、 Ph1ladelph ia、 PA)である。その他のそのような基質は、TNF転換酵素および他の セリンプロテアーゼの構造から識別され得る。本明細書の実施例では、TNF転 換酵素として、精製された天然のPR−3を使用するが、組換えPR−3または 他のTNF転換酵素が、このアッセイで同様に使用され得ることが予期される。
01eksyszynおよびPowersら、1991. Biochem、、 30:485−493に記載されるように、ペプチドジフェニルホスホネートイ ンヒビターが合成され、そして凍結乾燥された固形物として貯蔵された。インヒ ビター溶液(10mg/ntl)を、100%ジメチルスルホキシド(DMSO )中に調製し、そして実験の開始に際し水性緩衝液中に希釈した。3,4.ジク ロロ−イソクマリンは、CaLBioche幻から購入した。精製したPR−3 (10μL O,1mg/ml)を、0.1Mの塩化ナトリウムを含むpH7, 0の20 +nlinlミリンリウム緩衝液中で、種々の濃度のプロテアーゼイ ンヒビター(最終容量400μl)と混合した。選択された時間でアリコート( 40μm)を取り出し、そして転換酵素の比色アッセイ中にl/10に希釈され る。
これは、0.1Mの塩化ナトリウムを含むpH7,0の0.02Mリン酸ナトリ ウム緩衝液中に、0.5−1 mM BOC−Ala−ONp(100%メタノ ール中の50 mMストックから用時調製)を含む。吸光度の増加を、Hewl ett Packard 8450Aスペクトロフオトメーターで、347nm でモニターし、そして5.5xlO” M−’cn+−’吸光係数を用いた。
夾五1 TNF のペプ ジ エニルホスホ゛、−ンヒビ −幾つかのペプチドジフェニ ルホスホネートを阻害活性について試験した: BocVal−Pro−Val −p(OPh)−(vPv)、Boc−Ala−Pr。
−Val−p(OPh)t(APV)、Boc−^1a−Gln−^1a−p( OPh)t(^Q^)、およびBoc−Leu−^1a−Gin−Ala−p( OPh)z(LAQA)。これらのペプチドを、Merrifield法を用い る化学合成により調製し、そしてジフェニルホスホネートを、01eksysz ynら(前述)中で示された方法と同様の方法に従って調製した。
上記ペプチドジフェニルホスホネートを、TNF転換酵素/PR−3活性の阻害 に対して、実施例3中で記載された比色アッセイで試験した。結果を図6中に示 す。vPvおよびAPVが阻害活性を示した。^QAおよびLAQAは、試験さ れた濃度で阻害があってもごく僅かであった。ジクロロイソクマリン(DCI) はアッセイ中で100%阻害を示した。
(以下余白) 実JJI旦 TNF ンパ のペプ ゛ ンヒビ 久二 以下の化合物は転換酵素阻害活性を有し、そして以下のようにして調製され得る 。これらの化合物は、上記実施例4に記載のようにして阻害活性を試験され得る 。
A、匠に1国1五碧 モノクローナルまたはポリクローナル抗体を調製する。この抗体は、転換酵素に 結合することによって、転換酵素が26kD TNFに結合することを妨げ、あ るいは転換酵素の酵素活性を中和する。この手法は、適切な宿主動物をTNF転 換酵素を産生ずるHL60細胞の膜画分で免疫化する工程からなる。あるいは天 然または組換え供給源由来の精製TNF転換酵素を用い得る。
例えば、ヒト好中球由来のPR−3は、抗TNF転換酵素抗体を誘導し得る。充 分な量の材料を、免疫反応を誘導するために用い得、通常、これは体重1kgあ たり10μgとlO+ngとの間である。
当該技術分野で公知のように、免疫化は、生物学的に受容可能な緩衝液中のアジ ュバントを用いて遂行し得る。最良の免疫ルートは実験的に決定され得、そして −次免疫化に続いて、最初の免疫化に対する免疫反応の強さに応じて一回または それ以上の二次免疫化を行い得る。血清中の中和抗転換酵素抗体の存在は、上記 の抗血清がアッセイ混合物中に存在している転換酵素アッセイを用いて検出し得 る。26kD TNF種の成熟TNFの分子量を有する種への転換の阻害は、中 和抗体の存在を示す。もちろん、非免疫化動物由来の抗血清が阻害活性のないこ とを確認するために適切なコントロールを用いること仮定している。ポリクロー ナル抗体を下記のようにして精製し得る。
転換酵素に対するモノクローナル抗体を、インビトロまたはインビボでの免疫化 技術のどちらかを用いて産生させ得、そしてその結果得られる感作リンパ球を、 好適なモノクローナル抗体を分泌するハイブリッド細胞系を調製するために用い 得る。げっし動物、好ましくはネズミ起源のげつし動物の抗体、またはヒトの抗 体が最も好ましい。インビトロでの免疫化手法は、マウスまたはヒトのいずれか を免疫することによりリンパ球を転換酵素に対して感作させること、およびそこ から得られた抗体分泌細胞画分を単離し、いくつかの手法の1つにより細胞を不 死化することを包含する。別の実施態様は、既に転換酵素に対して感作されたリ ンパ球を敗血症患者またはWegener肉芽腫症患者から上記のようにして単 離することである。
(i)木久主試碧 インビボでのマウスの免疫用に、Nature、 256:495(1975) に記載のKohlerおよびMilsteinの手法、またはFendlyら、 1987゜敗垣1don+a、6:359 ; Buckら、1988. In  Vitro、18:377に示されるような改変法を用い得る。インビトロで の手法は、一般にLuben、 RおよびMohler、 MS1980. M o1ecular rmfflunolo 。
17:635、Reading、 Methods in Enz molo  、121(Part 1):18、またはVoss、 1986. Metho ds in Enz ff1olo 、 121:27によって記載されている 。
マウスを、予め転換酵素活性に陽性であることが示されたHL60細胞の膜画分 lff1g/ffl■で免疫化する。あるいは、少量の精製TNF転換酵素を用 い得る。免疫化をFreund完全アジュバント中で遂行する。アジュバントな しで隔月で2回さらに免疫化を行うかまたはブーストを行い、そして最後のブー スト、から1力月後に、マウスに108gの膜物質の!、■、ブーストを施す。
1、V、ブーストの3日後に、マウスを屠殺して膵臓を取り出し、そして膵臓細 胞を単離し、不死化薬剤で選択可能な骨髄腫パートナ−細胞系に融合する。多く のそのような骨髄腫細胞系は、当該技術分野では公知であり、これらの大部分は HATを補填細胞培養培地中では生育できない。代表的な骨髄腫細胞系はSP− 210Ag14である。このように、膵臓細胞と骨髄細胞を5:1の割合で結合 することによってハイブリドーマが形成され、これは一般に、1xLO’の膵臓 細胞に対して2xlO’の骨髄腫細胞からなる。細胞混合物をペレット化し、培 養液、を取り除き、そして室温でポリエチレングリコール1500の40%(v /v)溶液l。
Omlを60秒以上かけて滴下して添加し、続いて37℃で60秒インキュベー トして融合する。細胞懸濁液に、緩やかに撹拌しなから9+nlのダルベツコの 改変イーグル培地を5分以上かけて添加する。混合物中の細胞の固まりを緩やか に再懸濁し、細胞を洗浄して残存するPEGを取り除き、そして、マイクロタイ タープレートに20%仔ウシつ児血清を補填したDMEM中約2X10’細胞/ ウェルでブレーティングする。24時間後、ハイポキサンチンおよびアザセリン 選択培地の2倍濃縮溶液を細胞に与える。
陽性の細胞増殖を示すウェルから培養液を取り出して、転換酵素の中和モノクロ ーナル抗体についてスクリーニングし得る。好ましいアッセイは、上記実施例2 に記載の転換酵素アッセイであり、ここで培養液にはアッセイで抗体活性が存在 することについて試験される。より好ましいアッセイは、3〜8個のマイクロタ イターウェルからの培養液上清を合わせて、この混合物をアッセイすることであ る。混合物が陽性の場合、次いで各ウェルからの培養液を個々にアッセイして分 泌性ハイブリドーマをアッセイし得る。当該技術分野では多くのアッセイが知ら れており、可溶性または不溶性抗原を検出し得、これらはLangone、 J 、およびVan Vinakis、 H,、Meth。
ds of Enz mono 、 92. Part E (1983)に示 されている。
抗体がポリクローナルまたはモノクローナルであるかに関係なく、当分野に公知 、またはSpringer、 1980. Monoclonal^ntibo dies、:194. (Kennett、 T、 McKearnおよびに、  Becht。
1[SPlenum Press、 New York)に記載の標準的技術に よって抗体を精製することが好ましい。通常、これは少なくとも1回の、50% 硫酸アンモニウム溶液を用いる抗体の硫酸アンモニウム沈殿からなる。抗体親和 性カラムもまた用い得る。
(11)ヒ モ ロー ルー 末梢血液リンパ球を敗血症患者から単離し、続いてエプスタイン−バーウィルス を感染させ、そして感染リンパ球を選択可能な骨髄腫細胞系に融合することによ って不死化させ、生成したハイブリッド細胞系を単離して抗体産生について特徴 付ける。
さらに特定すると、Ficoll−hypaque (Pharmacia)上 で単核細胞を分離し、そしてプラスチックへの付着により混合物から単細胞を取 り出す。標準的な実験室技術を用いてこれらの手法を行った。次に、非付着細胞 を抗体産生体について抗原特異的選別(antigen−specific p anning)により濃縮する。
選別(panning)は当分野で一般に公知の技術であり、適切な抗原でコー トしたプラスチック表面上の抗体分泌細胞集団をインキュベートすることを含む 。細胞表面に抗体を発現するこれらの細胞は抗原を結合し、最終的にプラスチッ ク表面に付着する。一方、細胞表面抗体を発現しない細胞は付着せずに、洗浄に よって除かれる。従って、特定の抗体を分泌する細胞はこの技術によって濃縮さ れる。
さらに特定すると、精製TNF転換酵素、あるいは、誘導または未誘導FIL6 0細胞のどちらかから調製された転換酵素を含む膜画分を用いて、上記のように 、6−ウェルプレート(Co5tar)をコートする。ここで、このコートはリ ン酸緩衝生理食塩水中46Cで一晩、ウェルあたり150Mgの膜物質がコート されるように行う。−晩のインキュベーションの後、ウェルを1%のウシ血清ア ルブミンで少なくとも4°Cで1時間ブロックし、続いてリン酸緩衝生理食塩水 /BSAで洗浄する。次に、PBS/BSAの1ml中107個のリンパ球を6 −ウェルプレートの各ウェルに加える。リンパ球をプレート上で70分インキュ ベートし、その後、非付着細胞を吸引により取り除く。付着細胞を、lo%仔ウ シ胎児血清を含む細胞培養液(IMDM、 51gff1a Che+++1c al Co、、 St、Louis、 Missouri)を用いてインキュベ ートする。
付着細胞を浸漬した培養液に、エプスタイン−バーウィルス感染マーモセット細 胞系B95−8の増殖で得られた同量の培養液(それ故ウィルスを含む)を添加 することによって、付着細胞をエプスタイン−バーウィルス形質転換に供する。
この環境下、37°Cで3時間細胞を培養し、そしてこのようにして付着細胞集 団中のリンパ球をエプスタイン−バー感染に供した。感染期の次に、細胞を洗浄 し、そして10%仔ウシつ児血清、および30%調整培地をを添加した、IMD M培地中、約10’−10’細胞/ウエルの密度で96−マイクロタイタープレ ート上にブレーティングする。後者は、リンパ芽球層(lyIl′1phobl astoid)細胞系、好ましくはJW5に由来する。培養液はまた、5xlO −’Mの2メルカプトエタノール、50μg/mlの硫酸ゲンタマイシン(Si gma)、および600Mg/mlのサイクロスポリン1へ(SandiInf flun、 5andoz、 Ba5e1.5w1tzerland)を含む。
14日から21日のインキュベーションの後、細胞培養液上清を一緒にして、上 記のようにしてTNF転換酵素中和活性につぃてスクリーニングする。陽性のハ イブリドーマを低密度で継代培養し、中和抗体について再試験し、そして増殖さ せて、ポリエチレングリコールおよび当分野で公知のプレート融合技術を用いて 細胞系F3B6に融合する。後者の技術は、Larrick、 1985.Hu man Hbridomas and Monoclonal^ntibodi es、 E。
G、Engle+++an、 S、に、Fl、 Foung、 J、W、、 L arrick、および^、A、 Raubitschekli、Plenum  Press、 New York、 446頁に記載されている。F3B6は、 100μVのハイポキサンチン、5μg/mlのアザセリンおよび5μMのウア バイン(ouabain)を含む培地中で増殖に敏感なペテロ骨髄腫細胞系であ る。最後に、得られたハイブリッドを再びスクリーニングして、中和性抗転換酵 素抗体を産生ずることを確認する。
B、26kD ′ ンパ 転換酵素への結合に対して競合し、それによってその活性を阻害するかまたは低 下させる26kD TNF変異タンパク質を記載する。好ましい変異タンパク質 の実施態様は、1位および/または13位にバリン;または1位にアラニンおよ び/または12位にプロリンを有するか、置換または欠失している変異タンパク 質である。これらの変異タンパク質を、部位特異性的変異ギャップ−二重鎖(g apped−duplex)法の改変を用いて構築する。
次の溶液/緩衝液を用いて、所望の手法を遂行する:0.938■のKCI、0 .063Mのトリス、pH7,5からなる5×ギャップ一二重鎖緩衝液(GDB ) ; 1. OMのKCL、0.30Mのトリス、0.15MのMgC1□、 0.021のDTT、 pH7,5からなる10xPEL ; 0.50Mのト リス、0. IOMのMgC1□、0.05MのDTT、 O,OQLMのED TA、 pH8−0からなる1QxKB;0.25mWのdCTP、 dATP SdGTP、 dTTPを含む、1h+Mのストック溶液から新たに調製される 溶液; 60mgのATPを水0−8(lnlに溶解し、0.1MのNaOHで pH7,0に調整し、水で最終体積り、 O+nlにした0、1MのATPから なる^TP溶液溶液1気0びTE飽和フェノール。
種々の細菌株およびファージを使用して所望の変異1タンパク質を得る。これら は、ファージ生長させるBMH 71−18、JMI03 ; HB2154  : MutL, 5u−1DNA形質転換受容可能な(コンピテント);および HB2151 : 5u−1形質転換の間、下層細胞(lawn cell)と して使用される; M13GAP, RFがギャップ−二重鎖の形成に使用され る;およびM13mp19アンバー、このベクターにおいて26kD TNF標 的DNAがクローンされ、そしてギャップ−二重鎖の形成のために5sDN^が 単離される。
ファージを適切な細菌株に感染させ、増殖させ、そして次のように滴定する。5 sDNA用フアージまたはdsDNA用細胞、あるいはRF DNAのラージス ケールの調製において、同一の感染プロトコルを使用する。
プラーク精製ファージを標準技術を用いて産生ずる。要約すれば、これは、ファ ージ上清液を寒天プレート上に画線し、続いて軟寒天4. 0mlおよびBM[ (71−18の新鮮−晩培養液100μmを注意深く重層する。次に、単離した プラークを釣り上げ、そしテR26またはR17410+++M MgCLt中 のBMH71−18の新鮮−晩培養液のl:50希釈液を用いて37℃で4.5 −6時間装置しながらインキュベートする。 R17(N−Zアミンブロス)は 、10gのN−Zアミン、タイプA、5gのNaC1からなり、水で1リツトル とする。一方、R26は、8gのトリプトファン、5gの酵母エキス、5gのN aC1からなり、水で1リツトルとする(YTブロス)。ファージストックを滴 定し、そしてファージを細菌に感染多重度10(MOI)で感染させる。培養を 37°Cで5時間据置してインキュベートした後、細胞懸濁液をペレット化し、 そして5sDNA単離のために上溝を、そしてRF単離のために細胞をを確保す る。RF DNAを、確立されたプラスミドDNA単離技術を用いて単離する。
一方、5sDNAを次のようにして単離する。
25h+1のファージ上清液を固く遠心分離し、その後、上滑液200m1を捨 て、続いて50a+1の20%PEG/2.5M NaC1のを加えて、4℃で 一晩または氷上で30分インキュベートする。この混合物もまた、固く遠心分離 し、そして上清を捨てる。ボトルを再び遠心分離しファージの沈降物をボトルの 壁に沿ってペレット化し、そして残った液体をパスツールピペットで吸引する。
ペレットを5.h+lの1xTEのに再懸濁し、4℃で貯蔵し、その後0、 5 nlのTE飽和フェノールで懸濁液0. 5nlを2回抽出する。水層に0.  050rnlの3.0 M Na0Ac,およびl’.o+nlの95%エタノ ールを加える。この混合物をドライアイスバス中に10分間置き、そして小型遠 心分離機中、4℃で10分間遠心分離する。ペレットを乾燥し、そして200μ lの1xTEに再懸濁する。この物質を0。
050+nlアリコート中に、−20°Cで、26kD TNFの変異に使用す るまで貯蔵し得る。
以下の表1の欠失および置換は、好ましいプロTNF変異タンパク質である。こ れらの変異タンパク質を、適切なオリゴヌクレオチドを用いて当分野で公知の方 法によって調製し得る。
(以下余白) 表1 ム ■ (VAL 1 −+ ALA 1) + (VAL 13 −* ALA 13 )(VAL 1 →GLY 1) + (VAL 13 −+ GLY 13) (VAL 1 →LEU 1)、+ (VAL 13 →LEU 13)(VA L 1 →MET 1) + (VAI、13 →MET 13)(VAL I →PRE 1) + (VAL 13 →PHE 13)(VAL 1 −+  HIS 1) + (VAL 13 −) HIS 13)オリゴヌクレオチド を、次の反応溶液および条件を用いてキナーゼ処理すル: 1OxKB MaF F液3μm、10 IM(7) rATP(0. 1 MのrATPストック溶 液の1:lO希釈液)3μm、変異原性オリゴヌクレオチド(100pmol/  u L)2μm、水21μm、およびポリヌクレオチドキナーゼ(10ユニッ ト/μm)1μm。反応を37℃で45分行い、次いで65−68°Cで5分行 う。次に、キナーゼ処理オリゴヌクレオチド24μmを水56μmで希釈して2 pmol/μmにする。
ギャップ−二重鎖を下記のようにして形成し、続いてオリゴヌクレオチドをアニ ールする。次の試薬を組合わせて総容積40μmにする:5XGDP緩衝液8μ m、0.50 pIIIolの5sDNA、および0.10pIool(7)  Hinall線状化1113 GAP RF DNA0後ノ使FUDりめに10 μmを取り出し、そして残りの30μmを続いて次のように処理した+ 100 °Cで3分、65℃で5分、続いて30分間で室温まで冷却して、そして次いで 反応混合物を氷上に置く。次に、ギヤツブ−二重鎖lOμmおよびコントロール の非ギャップ物質lOμlを、アガロースゲル上で電気泳動にかけてギャップ− 二重鎖の形成をチェックする。ゲルが第3のバンドの存在を示す場合、ギャップ −二重鎖が形成されており、そしてギャップ−二重鎖反応混合物16μmと希釈 キナーゼ処理オリゴヌクレオチド4μmとを一緒にして、この混合物を65°C まで3分間加熱し、続いて20分間室温にまで冷却することによって、キナーゼ 処理オリゴヌクレオチドを二重鎖にアニールし得る。
ペテロ二重鎖を、全容積40μm中で次の試薬を組合わせることからなる適切な 伸長および連結反応によって完結する:ギャップー二重鎖およびプライマーlO μm、10xPEL緩衝液4μm、dNTP(10n+Mのストック溶液から作 製した0、 25mM溶液)4μm、^TP(0,1MのATPストック10μ mに水1490μlを加えて0.662a+Mに調整)3μm、水17μl、フ レノウ(5u/μl)1μl、およびT4 DN^リガーゼ(0,6Weiss  u/lt 1.1xPELを用いた希釈ストック溶液)1μm。反応を166 Cで2時間行い、続いて、伸長/連結混合物10μmを、解凍された200μm のコンピテントHB2154細胞に形質転換する。細胞を0°Cで30分保持し 、次いで42°Cで1.5分間維持し、続いてHB2151細胞の新鮮−晩培養 液100μm+軟寒天3.0μmとともに、種々の容積の形質転換混合物(例え ば、50μm、10μmなど)をブレーティングする。
得られたプラークを、プラークハイブリダイゼーション法を用いてスクリーニン グする。このような手法は種々知られているが、好ましい手法の記述は次の通り である。プレートを重複してニトロセルロース濾紙(S & S type B A85)上にレプリカし、そして、0.5N NaOHプラス1.5M NaC 1; 1. (ill NaC1プラス0.5M Tris−FICI pFI 7.4 ;および2XSSC(標準生理食塩水クエン酸)を用いる5分間の連続 的処理によりDNAをフィルター上に固定する。フィルターを風乾して、減圧下 、80°Cで2時間加熱する。
2つのフィルターを、フィルターあたり10 rnlのDNAハイブリダイゼー ション緩衝液、5xSSCSpH7,o、5x Denhardt溶液(ポリビ ニルピロリドンにフィコールおよびウシ血清アルブミンを加えたちの;各1 x  O,02%)、50 mM、 pH7,0のリン酸ナトリウム緩衝液、5a+ MのEDTA、0.1%のSDS、および100 tt g/nlの酵母RNA を用いて、55℃で2時間プレハイブリダイゼーションを行う。プレハイブリダ イゼーション緩衝液を取り除き、そしてサンプルを、適切なキナーゼ処理プロー ブ、特定すれば、上記のキナーゼ処理オリゴヌクレオチドで、所望の緊縮度(S tringency)に依存した条件下でハイブリダイズする。合計的2xlO @cpn/nlを用いる。代表的な緊縮度の条件は、42°C150%ホルムア ミド添加、24〜36時間で、プローブを含む1〜5II+17フイルターのD NAハイブリダイゼーション緩衝液を用いる。より高い緊縮度は高温でより短時 間で行なわれる。好ましいハイブリダイゼーション条件は、スクリーニングに使 用されるオリゴヌクレオチドのTMより10℃低い温度で、5xSSC,Den hardt溶液、50 ff1MのNaPO4、pH7,0,5mMのEDTA 、 0.1%SDS、および100 Ing#+1酵母RNA中で、プローブを フィルターにハイブリダイズすることからなる。次に、フィルターを、室温で、 2回、2XSSC,および0.1%SDSを用いて各30分間洗浄を行い、次い で、スクリーニングに使用されるオリゴヌクレオチドのT、より5°C低い温度 で、1回、2XSSCおよび0.1%SDSを用いて洗浄して風乾する。最後に 、フィルターを一70℃で36時間オートラジオグラフィーにかける。オートラ ジオグラフィーは、目的の変異タンパク質を保持するウィルスを含むプラークを 示す。
2位および/または13位のバリンが欠失または置換されている変異タンパク質 の構築に加えて、26kD TNFの2つの主要な切断部位を含む大きな欠失の 変異タンパク質が産生され得る。
好ましい実施態様における変異タンパク質は、図1に示されるように、−9位か ら114位にわたる領域アミノ酸を欠く。この変異タンパク質を、上記の材料お よび方法、ならびに次の配列(配列番号4)を有するオリゴヌクレオチドCP3 75を用いて構築した。
C1ンパ ペプ ゛インヒビ 一 次のアミノ酸配列を有するペプチドを、Merrifield、 1985゜5 cience、↓:341−347によって詳細に記載される固相法によって合 成する: Gin−Ala−Val−^rg−8er−3er−3er ; ( 配列番号2);(配列番号5);(配列番号6);および(配列番号7)。フッ 化水素切断、および15−20μ1IIvydac C4PrepPAKカラム を使用してWaters Delta Prep 3000装置で調製EIPL Cによる精製とともに、Bioserch 9500自動ペプチド合成機を用い る。
これらのペプチドのTNF転換酵素阻害活性は、変化する量の各ペプチドの存在 下で、上記アッセイを行うことで示される。
反応混合物のゲル電気泳動およびウェスタンブロッティングは、26kDプロT NFの17kD成熟形態への転換の阻害を示す。
人」1医1− L929マウス のDCIのTNF DCIは、下記に示すように、マウスマクロファージからTNFの放出を抑制す るが、IL−6の放出は抑制しない。
LPSによる刺激後のマクロファージによるTNFの放出は、TNFの主要な供 給源である。これらの研究においては、腹膜マクロファージを付着によって精製 し、24−ウェルプレート中で培養し、そしてLPSをTNFの分泌を誘導する ために添加した。TNF放出の動力学の分析は、3時間口に最大ピークを示した 。次いで、DCIをジメチルスルホキシド賦形剤で培養物に加えた。
コントロール培養物は、相当する濃度のDMSOのみを有した。
上清を集め、そしてTNFおよびIL−6についてアッセイした。結果は、DC IによりTNF分泌が著しく抑制され、コントロール賦形削では抑制されないこ とを示した。対照的に、IL−6応答は顕著に変化しなかったことから、非特異 的な毒性効果ではない(表2を参照のこと)。
DCIは、ネズミマクロファージにおいて、特異的にLPS誘導TNF分泌を抑 制し得たので、LPSを用いたDCIのマウスへの注射による投与の治療効果を 調べた。
安定性および製剤化の研究は、DCIをコーン油に溶解した場合にDCIは安定 でセリンプロテアーゼ活性が保持することを示した。DCI/油のマウスへの感 染は、1 mg/nlの用量でLD 50%を示した。これは投与され得るDC Iの最大許容用量を表した。
LPSの致死量を注射したマウス中のTNFおよびIL−6の動力学を研究した 。TNFは2時間でベースラインに戻る鋭いピークを示した。IL−6はより遅 いゆっくりとした増加を示した。LPS投与投与1剪 こと)の阻害をもたらした。また、測定された6時間目までTNFの遅延増加は なかった。EIJSAによって測定された免疫反応性マウスTNFおよびL92 9細胞の溶解によって測定される生物活性TNFのどちらについてもこれは真実 である。IL−6レベルは、この治療によって低下しなかった。
24時間までに100%の動物の死をもたらすLPSの用量を注射したマウスの 生存へのDCIの効果もまた評価した。結果は、DCIを用いた予防的治療が、 マウスの生存を延長し得ることを示した(図8を参照のこと)。0. 5+ng よりも0. 751f1gの方がより効果的であるという注目される用量一応答 関係があった。
以上より、これらの研究は、DCIは、ネズミマクロファージによるLPS誘導 性TNF産生を特異的に阻害し得ることを示す。
このTNF阻害の特異性はまた、致死量のLPSを注射したマウスにおいても見 出され得た。さらに、用量に関係した様式でDel治療を用いてマウスの生存が 延長された。これらの研究は、DCI(セリンプロテアーゼインヒビター)は、 敗血症モデルにおいて、TNFの全身的放出の抑制による延命に有益であり得る ことを示す。
衷ヱ サンプル TNF(ng/a11) IL−6(pg/ml)DMSOコントロ ール 6. 9 299DCr 20(a+g/ff11) 0.05 189 付着性腹膜7 クロア 7 ’) (10’/lll1)J−1LPS, オヨ びDMSO*,?.:はDCI DMSOのいずれかを用いて培養した。細胞を 3時間培養し、そして上清を集めた。TNFをELISAにより測定し、ルー6 をB9バイオアッセイにより測定した。
(以下余白) 実JL医」− 症の汁 におζるTNF 酵 インヒビ ーの を転換酵素活性の効果的インヒ ビターである化合物が、ヒビモデル基において敗血症を防ぐことを以下に示す。
抗TNF転換酵素抗体、ネズミ、ヒト、または組換え体を、動物に致死量のE. coliを投与する60分前に、5og/kgの濃度で単回の静脈内ポーラス投 与し、そしてE.coliの投与と同時に2w+g/kg濃度を投与する。抗体 を生理食塩水溶液で投与し、そして約4×1010個E.coli菌を用いる。
E.coli用量を2時間以上かけて注入する。
抗体を投与された動物は少なくとも7日保護され、一方、生理食塩水だけ投与さ れたコントロールの動物は、16から32時間以内に死ぬ。
同様の保護は、実施例5で示されるTNF変異変異タンパ転質転換酵素インヒビ ターある。動物に4XIO10のE.coli菌を投与する60分前に、変異タ ンパク質を、5a+g/kgの濃度で、単回の静脈内ポーラス投与する。ヒビは また、E.coliを投与と同時に2mg/kg濃度の変異タンパク質を投与さ れる。
最後に、実施例5に示されるペプチド、すなわちGln−Ala−Val−Ar g−3er−3er−8erおよび(配列番号1)を上記のようにして試験し、 類似の保護効果を得る。
(以下余白) 冥11引見 TNF転換酵素PR−3についてのモデルを、PR−3と他のセリンプロテイナ ーゼとの間にある構造的類似性を決定することによって構築した。PR−3配列 が、ヒト好中球エラスターゼ(HNE)と最も高い程度の配列相同性を有するこ とをまず決定することによって、最終的な酵素の3−Dモデルが生まれた。HN Eの結晶構造( Naviaら, 1989. PN分Q, 86:7)を骨格 として用いて、コンピュータープログラムHoIllIology(Biosy IQ, San Diego)によりPR−3タンパク質の3次元形象を組み立 てた。コンピュータープログラムDiscover(Biosym, San  Diego)を用いた2回の最小化によりモデルをさらに洗練した。HNEとP R−3とを区別する可能なインヒビターのデザインを、これらの酵素の活性部位 に見い出される独特および類似のアミノ酸により決定する。最も顕著には、この クラスのプロテアーゼに一般的な触媒部位の3つ組(triad)は空間的に保 存されている。P1残基(Slサイト)の結合ポケット内ではアミノ酸側鎖にお けるいくつかの重要な相違がモデルで提案される。次に述べる本発明の目的化合 物は、PR−3モデルの81ポケツト内に見い出される独特のアミノ酸、アスパ ラギン酸およびロイシンを考慮に入れており、次の一般式で表される。
(以下余白) ここで、R’、R”は低級アルキル、必要に応じて、置換アル(低級)アルキル 、シクロ(低級)アルキル(低級)アルキル、または必要に応じて、置換へテロ 環状(低級)アルキル、天然アミノ酸、−0口、−NL、低級アルキルイミノま たは低級アRsは、ピロリル、イミダゾイル、ブチルアミン、またはエチル−エ ポキシド;および R4は、アルデヒド、ジホスホニレート、エトキシクマリニル、クロロメチルお よびジフルオロメチルケトニルである。
このモデルに基づ(PR−3インヒビターの例は、Boc−Val−Pro−H isp(OPh) !である。このような化合物によるPR−3活性の阻害は、 エラスターゼとPR−3とは選択的に結合してヒスチジンとは全く異なる残基、 即ち、アラニンのような短い脂肪族炭素側鎖を有する残基の後を切り放すという 一般に受け入れられている事実を考慮すると予想できない。
本発明は、特定の実施態様を参考に記載された。しかし、この出願は、添付のク レームの思想および範囲から逸脱することなく当業者によってなされ得る変更お よび置換をも網羅することを意図している。
配置1表 GIn−Ala−VaJ−Arg−5er−5er−5er−Arg−Thr− Pro−5er−Asp−Lys−Pro−VaJ−Alaip171.!、s /7dzg 2 c+rrrac−rAcAACATGGAGGT CCCTGGGGGA (1 =ti1杉+ 2)Pro−Leu−Ala−GIn−AIa−Val−Arg −Set−Ser−5er−Arg−Thr−Pro−5er−Asp−Lys |Pro−Val−Ala− …雀−Val−Ala (梶シ鳩9:3)Arg−Thr−Pro−5er−A sp−Lys−Pro−VaJ−Ala−His−Val−VaJ−Ala ( 45iy7pS : S) Pro−Leu−Ala−Gin−Ala−Val−Arg−5er−5er− 5er−Arg−Thr−Pro (49’/fl’5 :@5) (Lに下承勾) (xl)配列:配列番号I G’1TrGCTA(J ACA3 CCCTOGGGGJLArg Thr  Pro 5ar Ajp Lye Pre Vlll A11l His Va l Val Ala(xl)配列:配列番号S: CTc ccc入AG AAG ACA GGG GGG CCCCJ−αK  TCCAGG CGG TGCTTG TTC96L@u Pro Lye L ys Thr GLy Gly pro GLn Gly Bar Axg A rg Cys Lau Phe・go −ss ・so −鴫5 CTCAGCCTCTrl: TC(TTCCTG Aπ(iTG GCA G GCGCCACCAce C’rCTTC144L@u 5ar Leu Ph s 5ar Ph@Lau Xi@VaL Ala Glyん、a Thr T hr Lau Pha−40−3!+ −30 tcc cw CTc CACm GG^G?’G ATCGGCCCCxAG OGAA GAQ TCCCCC1!2Cys Lau Leu His Ph a Gly ValAla Gay Pro Gin kg GLu Glu  Sat PrロAGGGACCTC?’i CTA A’!’CACCCCT  C’1℃GCCCAGGCAGTCAGATCATCT 240Arg Asp  Lau Bar Lau XL@ Bar Pro Lsu Ala Gin  Ala Val Arg Sar 5srT(”rCGAAcCCeGAGT GjJ:AAGCCTGTAGCCCA丁σTTGTAGCAAACCC丁28 8SerArgThrPro5@rAspL、ymProValAlaHisV atValA1mAsロprロ5 io 15 20 CIIJL GtlT GAllm GGG CAG CTI: GAG TG G CTOAACCGCCGGGCC)JT GCCCTCR3G Gin Ala Glu Gly Gln Lau Gin Trp Lsu  Ajn Arg Arg la Asn Ala Lauス53035 e丁a acc AAAGGCGTG GAG CTG AGA GAτAAC こAG c’r’c GTG GTG CCA 丁CA 3P14 L@u Ala JLjn Gly VaIGlu Lau Arg Asp  Jun Gin Leu Val Val Pro 5sr40 45 S。
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アメリカ合衆国 カリフォルニア 94901゜サン ラフアニル、スプリング  グローブアベニュー 136 フロントページの続き (72)発明者 シュエル、ディピッド エイ。
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94065゜サウサリート、ナンバー307 .シャーウッド ドライブ 427 (72)発明者 コス、カーストン イー。
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94530゜エル セリート、ミア ビスツ  ドライブ

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.成熟腫瘍壊死因子(TNF)により引き起こされる疾患の予防薬または治療 薬を同定する方法であって、該成熟TNFはTNF転換酵素によるプロTNFの 切断により該プロTNFから生成され、該方法は以下の工程を包含する: (a)プロTNFと、プロTNFを切断するのに有効な量のTNF転換酵素とを 接触させる工程; (b)工程(a)におけるプロTNFの成熟TNFへの転換を測定する工程; (c)さらに成熟TNFにより引き起こされる疾患の予防薬または治療薬として 同定されることが求められる分子を含有させて、工程(a)および(b)を繰り 返す工程;(d)工程(c)におけるプロTNFの成熟TNFへの転換を測定す る工程;および (e)工程(b)で測定される転換と、工程(c)で測定される転換とを比較し 、該分子が成熟TNFによって引き起こされる疾患の適切な予防薬または治療薬 であるかどうかを決定する工程。
  2. 2.前記プロTNFが26kD TNFである、請求項1に記載の方法。
  3. 3.前記疾患が敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、脳性マラリア、AIDS、 および対宿主性移植片病からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  4. 4.前記疾患が敗血症である、請求項3に記載の方法。
  5. 5.前記TNF転換酵素がプロテイナーゼー3(PR−3)である、請求項1に 記載の方法。
  6. 6.前記PR−3が天然のPR−3である、請求項5に記載の方法。
  7. 7.前記PR−3が組換えPR−3である、請求項5に記載の方法。
  8. 8.前記工程(b)および(d)におけるプロTNFから成熟TNFへの転換が 、比色性TNF転換酵素基質のTNF転換酵素切断を測定する比色アッセイによ り概算される、請求項1に記載の方法。
  9. 9.成熟TNFにより引き起こされる疾患を治療するための治療または予防用化 合物であって、該成熟TNFはTNF転換酵素によるプロTNFの切断により該 プロTNFから生成され、該治療または予防用化合物は以下の工程を含む方法に より同定される(a)プロTNFと、プロTNFを切断するのに有効な量のTN F転換酵素と接触する工種; (b)工程(a)におけるプロTNFの成熟TNFへの転換を測定する工程; (c)さらに成熟TNFにより引き起こされる疾患の予防薬または治療薬として 同定されることが求められる分子を含有させて、工程(a)および(b)を繰り 返す工程;(d)工程(c)におけるプロTNFの成熟TNFへの転換を測定す る工程;および (e)工程(b)で測定される転換と、工程(c)で測定される転換とを比較し 、該分子が成熟TNFによって引き起こされる疾患の適切な予防薬または治療薬 であるかどうかを同定する工程。
  10. 10.前記プロTNFが26kD TNFである、請求項9に記載の治療または 予防用化合物。
  11. 11.前記疾患が敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、脳性マラリア、AIDS 、および対宿主性移植片病からなる群から選択される、請求項9に記載の治療ま たは予防用化合物。
  12. 12.前記疾患が敗血症である、請求項11に記載の治療または予防用化合物。
  13. 13.前記TNF転換酵素がプロテイナーゼー3(PR−3)である、請求項9 に記載の治療または予防用化合物。
  14. 14.前記PR−3が天然のPR−3である、請求項13に記載の治療または予 防用化合物。
  15. 15.前記PR−3が組換えPR−3である、請求項13に記載の治療または予 防用化合物。
  16. 16.TNF転換酵素によるプロTNFの切断により該プロTNFから生成され る成熟TNFにより引き起こされる疾患を治療するための治療用化合物であって 、TNFの非切断性変異タンパク質である化合物。
  17. 17.前記非切断性の変異タンパク質がアミノ酸1位(バリン)またはアミノ酸 13位(バリン)での置換または欠失を含む、請求項16に記載の治療用化合物 。
  18. 18.TNF転換酵素によるプロTNFの切断により該プロTNFから生成され る成熟TNFにより引き起こされる疾患にかかっているまたはかかり易い患者を 治療する方法であって、そのような治療を必要とする患者に有効量のTNF転換 酵素のインヒビターを投与する工程を包含する、方法。
  19. 19.前記プロTNFが26kD TNFである、請求項18に記載の方法。
  20. 20.前記疾患が敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、脳性マラリア、AIDS 、および対宿主性移植片病からなる群から選択される、請求項18に記載の方法 。
  21. 21.前記疾患が敗血症である、請求項20に記載の方法。
  22. 22.前記TNF転換酵素がプロテイナーゼ−3(PR−3)である、請求項1 8に記載の方法。
  23. 23.前記PR−3が天然のPR−3である、請求項22に記載の方法。
  24. 24.前記PR−3が組換えPR−3である、請求項22に記載の方法。
  25. 25.前記インヒビターが式Boc−X−p(OPh)2を有するペプチドジフ ェニルホスホネートであり、ここでXは、Val−Pro−Val、Ala−P ro−Val、およびVal−Pro−Hisからなる群から選択されるオリゴ ペプチドである、請求項18に記載の方法。
  26. 26.前記XがVal−Pro−Hisである、請求項25に記載の方法。
  27. 27.前記インヒビターがPR−3に対する中和抗体である、請求項18に記載 の方法。
  28. 28.TNF転換酵素によるプロTNFの切断により該プロTNFから生成され る成熟TNFにより引き起こされる疾患を治療するための薬学的組成物であって 、有効量のTNF転換酵素のインヒビターおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含 有する、組成物。
  29. 29.前記疾患が敗血症、リウマチ様関節炎、悪液質、脳性マラリア、AIDS 、および対宿主性移植片病からなる群から選択される、請求項28に記載の薬学 的組成物。
  30. 30.前記疾患が敗血症である、請求項29に記載の薬学的組成物。
  31. 31.前記TNF転換酵素がプロテイナーゼ−3(PR−3)である、請求項2 8に記載の薬学的組成物。
  32. 32.前記PR−3が天然のPR−3である、請求項31に記載の薬学的組成物 。
  33. 33.前記PR−3が組換えPR−3である、請求項31に記載の薬学的組成物 。
  34. 34.前記インヒビターが式Boc−X−p(OPh)2を有するペプチドジフ ェニルホスホネートであり、ここでXは、Val−Pro−Val、Ala−P ro−Val、およびVal−Pro−Hisからなる群から選択されるオリゴ ペプチドである、請求項28に記載の薬学的組成物。
  35. 35.前記XがVal−Pro−Hisである、請求項34に記載の薬学的組成 物。
  36. 36.式Boc−X−p(OPh)2を有するペプチドジフェニルホスホネート :ここでXは、Val−Pro−Val、Ala−Pro−Val、およびVa lからなる群から選択されるオリゴペプチドである。
  37. 37.前記XがVal−Pro−Hisである、請求項36に記載のペプチドジ フェニルホスホネート。
  38. 38.自己免疫疾患の患者を治療する方法であって、そのような治療が必要な患 者に有効量のTNF転換酵素のインヒビターを投与する工程を包含する方法。
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